JP7293052B2 - CERAMIC PARTS FOR MAGNETRON AND MANUFACTURING METHOD THEREOF - Google Patents
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Description
実施形態は、おおむね、電子レンジ等のマイクロ波加熱機器に用いられるマグネトロン用
セラミックス部品及びその製造方法に関する。
The embodiments generally relate to magnetron ceramic parts used in microwave heating equipment such as microwave ovens, and methods of manufacturing the same.
マグネトロン、電力管、電子管用のセラミックス封着部品として、モリブデン（Ｍｏ）－
マンガン（Ｍｎ）等を主成分とするメタライズ層を、アルミナ（酸化アルミニウム：Ａｌ
２Ｏ３）等からなるセラミックス部品本体（ステムセラミックス）表面に形成したセラミ
ックス部品が使用されている。この種のマグネトロン用セラミックス部品としては、例え
ば、特許第５４５００５９号公報（特許文献１）には、セラミックス本体部がＭｎを含む
粒界相を有したアルミナ焼結体であり、セラミックスとＭｏ－Ｍｎメタライズ層との間に
Ｍｎリッチ相を具備することを特徴とするマグネトロン用セラミックス部品がある。また
、製造方法としては、例えば、特許第５２８５８６８号公報（特許文献２）には、Ｍｎを
含有するアルミナ焼結体からなるステム本体部に、Ｍｏ－Ｍｎ系ペーストを塗布・乾燥さ
せた後、焼成することによりメタライズ層を形成し、ステム本体部にリード部を挿通しニ
ッケル（Ｎｉ）めっきを施す工程を特徴とするマグネトロン用ステムの製造方法がある。
Molybdenum (Mo)-
Alumina (aluminum oxide: Al
2O3) or the like is used. As a magnetron ceramic part of this kind, for example, Japanese Patent No. 5450059 (Patent Document 1) discloses that the ceramic body is an alumina sintered body having a grain boundary phase containing Mn, and the ceramic and Mo—Mn There is a magnetron ceramic part characterized by having a Mn-rich phase between the metallized layer. In addition, as a manufacturing method, for example, in Japanese Patent No. 5285868 (Patent Document 2), a stem main body made of an alumina sintered body containing Mn is coated with a Mo—Mn paste and dried, followed by There is a method of manufacturing a stem for a magnetron characterized by a step of forming a metallized layer by firing, inserting a lead portion into a stem main body portion, and applying nickel (Ni) plating.
近年、電子レンジは汎用化が進み、材料・部品のコストダウンが求められているが、一方
ではモジュールの小型化や高機能化が進み、電子レンジの中核であるマグネトロンに使用
されるセラミックス部品についても、高品位化と低価格化が求められている。
例えば、図１に示すように、電子レンジに使用されるマグネトロン用セラミックス部品は
、アルミナ焼結体からなる円柱状のセラミックス部品本体の上端面に形成された端子部お
よびリング部に、Ｍｏ－Ｍｎを主成分とするメタライズ層が形成され、このメタライズ層
の上面には、他の金属部品との接合強度を向上させ、封着を行うために所定厚さのＮｉ層
が形成される。Ｎｉ層を形成した端子部には平板の金属部品を面シールにより、リング部
には円柱状の金属部品がエッジシールによりろう付けされる。
In recent years, microwave ovens have become more versatile, requiring cost reductions in materials and parts. On the other hand, modules have become smaller and more functional. There is also a demand for higher quality and lower prices.
For example, as shown in FIG. 1, a ceramic component for a magnetron used in a microwave oven has Mo—Mn is formed on the upper surface of the metallized layer, and a Ni layer having a predetermined thickness is formed on the upper surface of the metallized layer in order to improve the bonding strength with other metal parts and perform sealing. A flat plate metal part is brazed to the terminal portion on which the Ni layer is formed by a face seal, and a columnar metal part is brazed to the ring portion by an edge seal.
しかしながら、上記金属部品は鉄製であるため熱膨張率（１２．１ｘ１０－６／℃）とア
ルミナ（７．０ｘ１０－６／℃）との差が大きいため接合時の熱応力歪が生じる。リング
部はエッジシールであるために熱膨張差を吸収しやすいが、金属部は面シールであるため
熱膨張さを吸収できずに接合不良が発生しやすいという課題があった。
However, since the metal parts are made of iron, there is a large difference between the coefficient of thermal expansion (12.1×10 −6 /° C.) and that of alumina (7.0×10 −6 /° C.), resulting in thermal stress strain during bonding. Since the ring part is an edge seal, it is easy to absorb the difference in thermal expansion, but since the metal part is a face seal, it cannot absorb the thermal expansion, and there is a problem that joint failure is likely to occur.
電子レンジは汎用化・高機能化が進展してきており、マグネトロン用セラミックス部品に
ついても、高品位化と低価格化が求められている。
実施形態は、このような問題を解決するものでありマグネトロンに使用されるセラミック
ス部品に関して、端子部の接合強度がリング部よりも向上してリーク不良の発生を抑制し
た生産性の高いセラミックス部品に関する。
Microwave ovens are becoming more versatile and more functional, and ceramic parts for magnetrons are also required to have higher quality and lower prices.
The embodiments are intended to solve such problems, and relate to ceramic parts used in magnetrons, and relate to ceramic parts with high productivity in which the bonding strength of the terminal portion is improved compared to the ring portion to suppress the occurrence of leakage defects. .
実施形態にかかるマグネトロン用セラミックス部品は、セラミックス部品本体の同一面に形成された端子部セラミックスおよびリング部セラミックスにそれぞれ端子部メタライズ層およびリング部メタライズ層を形成し、この端子部メタライズ層およびリング部メタライズ層の表面にそれぞれ端子部Ｎｉ層およびリング部Ｎｉ層を形成したマグネトロン用セラミックス部品において、前記端子部セラミックスの高さがリング部セラミックスの高さよりも０．０１～０．０６ｍｍ高いことを特徴とするものである。
In the ceramic component for magnetron according to the embodiment, a terminal metallized layer and a ring metallized layer are respectively formed on the terminal ceramics and the ring ceramics formed on the same surface of the ceramic component body, and the terminal metallized layer and the ring are formed. In a magnetron ceramic component having a terminal Ni layer and a ring Ni layer formed on the surface of a metallized layer, the terminal ceramic is 0.01 to 0.06 mm higher than the ring ceramic. It is characterized.
実施形態にかかるマグネトロン用セラミックス部品は、セラミックス部品本体の同一面に形成された端子部およびリング部にそれぞれＭｏやタングステン（Ｗ）のような高融点金属からなる端子部メタライズ層およびリング部メタライズ層を形成し、この端子部メタライズ層およびリング部メタライズ層の表面にそれぞれ端子部Ｎｉめっき層およびリング部Ｎｉめっき層を形成したマグネトロン用セラミックス部品において、前記端子部セラミックスの高さがリング部セラミックスの高さよりも０．０１～０．０６ｍｍ高いことを特徴とするものである。
図１にマグネトロン用セラミックス部品の断面図の一例を示す。１はマグネトロン用セラミックス部品、２はセラミックス部本体、３はセラミックス端子部、４はセラミックスリング部、５はメタライズ端子部、６はメタライズリング部、７はセラミックス溝部、８はセラミックス穴部である。図２では、端子部およびリング部のあるマグネトロン用セラミックス部品表面（平面図）を示したものである。実施形態は、このような形に限定されるものではなく、端子部上面に２ヵ所よりも多くの穴部や穴部から溝部方向にガス抜きの溝部を備えても良いものとする。
In the magnetron ceramic component according to the embodiment, a terminal metallized layer and a ring metallized layer made of a high melting point metal such as Mo or tungsten (W) are formed on the terminal portion and the ring portion formed on the same surface of the ceramic component body. and forming a terminal Ni plating layer and a ring Ni plating layer on the surfaces of the terminal metallized layer and the ring metallized layer, respectively, wherein the height of the terminal ceramics is equal to the ring ceramics is 0.01 to 0.06 mm higher than the height of the
FIG. 1 shows an example of a sectional view of a ceramic component for magnetron. 1 is a magnetron ceramic component, 2 is a ceramic body, 3 is a ceramic terminal portion, 4 is a ceramic ring portion, 5 is a metallized terminal portion, 6 is a metallized ring portion, 7 is a ceramic groove portion, and 8 is a ceramic hole portion. FIG. 2 shows the surface (plan view) of a magnetron ceramic component having a terminal portion and a ring portion. The embodiment is not limited to such a shape, and may be provided with more than two holes on the upper surface of the terminal portion and grooves for gas venting from the holes in the direction of the grooves.
セラミックス部品本体２は、アルミナ、ジルコニア添加アルミナ（アルジル：酸化アルミニウムと酸化ジルコニウムを混合した焼結体）のいずれか１種であることが好ましい。また、メタライズにＭｏ－Ｍｎ系ペーストを使用する場合は、セラミックスにＭｎを含有することが好ましい。Ｍｎ含有量は１～５重量％であることが好ましい。これは、Ｍｎを含有することによりＭｏ－Ｍｎメタライズ層との接合強度を向上することができるためである。また、アルミナ焼結体にはＭｎ以外にも焼結助剤を添加してもよい。焼結助剤としては、酸化珪素（ＳｉＯ２）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化カルシウム（ＣａＯ）等が挙げられ、これらをＳｉ、ＭｇおよびＣａの少なくとも１種以上を金属元素単体換算で合計１～１０重量％添加することが好ましい。これは、添加した焼結助剤はガラス相からなる粒界相を形成してアルミナ焼結体を緻密化するためである。また、ガラス相はＭｏ－Ｍｎメタライズ層の空隙に入り込んでいくのでメタライズ層を強化することができ、接合強度を向上させることができるためである。
The
２セラミックス部品本体は、略円柱形状である。例えば、φ１５ｍｍｘ高さ１５ｍｍである。円柱の表面の円部分には、中央部に３セラミックス端子部と、周辺に４セラミックスリング部が形成される。それぞれの部分には、５メタライズ端子部、６メタライズリング部が形成される。これは、メタライズ部にめっきを施し、ろう付けにより、５メタライズ端子部には座金部品およびリード部品を接合、６メタライズリング部には、金属エンベロープ部品を接合するためである。７セラミックス溝部は、５メタライズ端子部と６メタライズリング部の電気的絶縁をとるためである。８はリード部品を挿入するためのセラミックス穴部である。
2 The ceramic component body has a substantially cylindrical shape. For example, φ15 mm×height 15 mm. On the circular portion of the surface of the cylinder, 3 ceramics terminal portions are formed in the center and 4 ceramics ring portions are formed in the periphery. Each portion has 5 metallized terminal portions and 6 metallized ring portions. This is because the metallized portion is plated and brazed to join a washer component and a lead component to the
図２に図１のマグネトロン用セラミックス部品の表面を表した図（平面図）を示す。図１
は図２のＡ－Ａ’による断面図である。５メタライズ端子部の形状は一例である。
FIG. 2 shows a diagram (plan view) showing the surface of the magnetron ceramic part of FIG. Figure 1
3 is a cross-sectional view taken along line AA' of FIG. 2; FIG. The shape of the 5-metallized terminal portion is an example.
５メタライズ端子部、６メタライズリング部は、Ｍｏ－Ｍｎ系ペーストを２セラミックス部品本体にスクリーン印刷法などで塗布し、大気雰囲気中で乾燥させた後、還元雰囲気中などで焼成することにより形成する。
Ｍｏ－Ｍｎ系ペーストはＭｏ粉末とＭｎ粉末を有機バインダーと混合したものである。
有機バインダーは乾燥工程や焼成工程により焼失するものであれば特に限定されるものではない。好ましい一例としてはエチルセルロースが挙げられる。Ｍｏ－Ｍｎ系ペーストの調整は、平均粒径０．５～１０μｍのＭｏ粉末と平均粒径０．５～１０μｍのＭｎ粉末をそれぞれ４０時間以上の解砕処理を施した後、バインダーと混合して調製されたものであることが好ましい。また、ＭｏとＭｎの比率はＭｏとＭｎの合計を１００重量％としたときＭｎが４～１２重量％、好ましくは６～８重量％である。
塗布厚さは１０～４０μｍが好ましい。塗布厚さが１０μｍ未満であるとメタライズ層形成後、メタライズ層の厚さにバラツキができ接合強度を低下させる。一方、４０μｍを越えるとそれ以上の効果が得られないためである。
また、乾燥工程は大気雰囲気中５０～１００℃、好ましくは６０～８０℃である。また、乾燥時間は５～３０分、好ましくは１０～２０分である。
The 5 metallized terminal portion and 6 metallized ring portion are formed by applying Mo-Mn paste to the 2 ceramic parts main bodies by screen printing or the like, drying in an air atmosphere, and then firing in a reducing atmosphere or the like. do.
The Mo--Mn paste is a mixture of Mo powder and Mn powder with an organic binder.
The organic binder is not particularly limited as long as it can be burned off during the drying process or the baking process. A preferred example is ethyl cellulose. The Mo—Mn paste is prepared by subjecting Mo powder with an average particle size of 0.5 to 10 μm and Mn powder with an average particle size of 0.5 to 10 μm to crushing treatment for 40 hours or longer, and then mixing them with a binder. It is preferably prepared by The ratio of Mo to Mn is 4 to 12% by weight, preferably 6 to 8% by weight, when the sum of Mo and Mn is 100% by weight.
The coating thickness is preferably 10 to 40 μm. If the coating thickness is less than 10 μm, the thickness of the metallized layer may vary after the metallized layer is formed, resulting in a decrease in bonding strength. On the other hand, if the thickness exceeds 40 μm, no further effect can be obtained.
Further, the drying process is carried out at 50 to 100.degree. C., preferably 60 to 80.degree. C. in an air atmosphere. The drying time is 5 to 30 minutes, preferably 10 to 20 minutes.
乾燥工程後、メタライズ処理を行う。メタライズ温度は１３５０～１５５０℃、好ましく
は１４００～１４８０℃である。また、メタライズ時間は３０分～５時間の範囲が好まし
い。また、雰囲気は還元性雰囲気が好ましい。メタライズ時間は好ましくは１時間以上で
ある。１時間以上メタライズ処理をするとセラミックス焼結体中のガラス相が表面に均一
に析出した析出層を形成し易い。セラミックス焼結体の表面の析出層はセラミックス焼結
体とＭｏ－Ｍｎメタライズ層の間に析出し、メタライズ層の空隙に入り込む。そのため、
メタライズ層が緻密化され接合強度が向上する。
After the drying process, a metallizing process is performed. The metallizing temperature is 1350-1550°C, preferably 1400-1480°C. Moreover, the metallization time is preferably in the range of 30 minutes to 5 hours. Moreover, the atmosphere is preferably a reducing atmosphere. Metallization time is preferably 1 hour or longer. If the metallizing treatment is carried out for 1 hour or more, the glass phase in the ceramic sintered body tends to form a precipitated layer uniformly on the surface. A deposited layer on the surface of the ceramic sintered body is deposited between the ceramic sintered body and the Mo--Mn metallization layer, and enters the voids of the metallization layer. for that reason,
The metallized layer is densified and the bonding strength is improved.
メタライズ層は厚さが薄いとセラミックスからガラス相の拡散が進みメタライズ強度が向
上する。しかしながら、メタライズ層表面にまでガラス相が過剰に拡散するとめっきが付
きにくくなるのとともにめっき膨れが発生しやすくなる。
逆にメタライズ層の厚さが厚いとセラミックスからガラス相への拡散が減少しメタライズ
強度が低減する。メタライズ層表面のガラス相は減少するため、めっきは付きやすくなる
。ただしメタライズ層が厚くなりすぎるとメタライズ層表面はポーラスになり膨れが発生
しやすくなる。
If the thickness of the metallized layer is thin, diffusion of the glass phase from the ceramics proceeds and the strength of the metallized layer is improved. However, if the glass phase diffuses excessively to the surface of the metallized layer, it becomes difficult to adhere to the plating, and plating blisters tend to occur.
Conversely, when the thickness of the metallized layer is thick, the diffusion from the ceramics to the glass phase is reduced and the metallized strength is reduced. Since the glass phase on the surface of the metallized layer is reduced, plating becomes easier. However, if the metallized layer is too thick, the surface of the metallized layer becomes porous and tends to blister.
メタライズ層上にＮｉめっきを行う。量産性を向上させるにはＮｉめっきを施す工程をバ
レル式電解めっきで行うことが好ましい。バレル式であれば回転容器中に電解液とセラミ
ックス部品を均一に混合できるので、一度に多量のめっきすることができる。
バレル式電解めっきでは、バレル中に鉄、ステンレス等の金属製ダミー部材を混合させる
ことが好ましい。金属製ダミー部材を混合すると電解液の通電性が向上するのでめっき効
率が上がる。また、金属製ダミー部材があるとクッション代わりになりセラミックス部品
同士が衝突して破損するのを抑制できる。
電解めっき浴槽の温度は４０～７０℃程度の温浴とし、めっき時間は３０～６０分が目安
となる。
めっき条件は、端子部Ｎｉめっき層およびリング部Ｎｉめっき層の厚さがそれぞれ１．０
μｍ以上、好ましくは１．２μｍ以上、さらに好ましくは１．５μｍ以上に調整する。
Ni plating is performed on the metallized layer. In order to improve mass productivity, it is preferable to perform the Ni plating step by barrel electroplating. If the barrel type is used, the electrolytic solution and the ceramic parts can be uniformly mixed in the rotating container, so that a large amount of plating can be performed at one time.
In barrel type electroplating, it is preferable to mix a metal dummy member such as iron or stainless steel in the barrel. When the metal dummy member is mixed, the electroconductivity of the electrolytic solution is improved, so that the plating efficiency is increased. In addition, if there is a metal dummy member, it acts as a cushion and can suppress damage due to collision between ceramic parts.
The temperature of the electrolytic plating bath should be about 40 to 70° C., and the plating time should be about 30 to 60 minutes.
The plating conditions were such that the thickness of the Ni plating layer on the terminal portion and the thickness of the Ni plating layer on the ring portion were each 1.0.
The thickness is adjusted to .mu.m or more, preferably 1.2 .mu.m or more, more preferably 1.5 .mu.m or more.
めっきをすることにより完成したセラミックス部品はめっき部分に金属部品をろう付けし
てマグネトロンに使用される。このときリング部分には円筒型金属部品をエッジシールで
接合するため接合箇所が線で接することになり接合強度は高くなる。一方、端子部分は平
板型金属部品をバッドシールで接合するため接合箇所が面で接することになり接合面積が
広くなりリークの可能性は減少するが、金属とセラミックスの熱膨張差による応力が発生
しやすくなる。
A ceramic part completed by plating is used in a magnetron by brazing a metal part to the plated part. At this time, since the cylindrical metal part is joined to the ring portion with an edge seal, the joined portion is in contact with the line and the joining strength is increased. On the other hand, since the terminal part is a flat metal part that is joined with a butt seal, the joint area is in contact with the surface, which increases the joint area and reduces the possibility of leakage, but stress is generated due to the difference in thermal expansion between the metal and ceramics. easier to do.
ペーストを印刷する場合にリング部および端子部のメタライズ厚さを共に薄くした場合は
端子部のメタライズ強度が高くなりリーク不良の発生が抑制されるが、端子部にピン電極
を挿入してめっきした場合はリング部にめっきが付きにくくなるという問題があった。
これとは逆にリング部および端子部のメタライズ厚さを共に厚くした場合はリング部のめ
っきは付きやすくなるが、端子部のメタライズ強度が低くなりリーク不良の発生につなが
る。このため、理想的にはリング部で厚く端子部で薄いメタライズ層を形成することであ
る。
When the paste is printed, if the metallization thickness of the ring part and the terminal part are both thin, the metallization strength of the terminal part increases and the occurrence of leakage defects is suppressed. In this case, there is a problem that the ring portion is difficult to be plated.
Conversely, if the metallization thicknesses of both the ring portion and the terminal portion are increased, the ring portion is likely to be plated, but the metallization strength of the terminal portion is reduced, leading to the occurrence of leakage defects. Therefore, ideally, the metallized layer should be thick at the ring portion and thin at the terminal portion.
メタライズ層をリング部で厚く端子部で薄くする、すなわちペーストの印刷厚さをリング
部で厚く端子部で薄くする方法には種々の方法が考えられる。
端子部とリング部を別々の印刷条件で印刷するには、例えば先に端子部を細かいメッシュ
や粘度を低くしたペーストを使用して印刷し、次にリング部を粗いメッシュや粘度を高く
したペーストを印刷する方法がある。また、予めリング部と端子部を同時に印刷しておい
てから、リング部のみ再度印刷してリング部のみ厚くする方法もある。
しかしながら、どちらの方法も印刷にかかる工数が増大するため効率的な方法であるとは
いえない。
Various methods are conceivable for making the metallized layer thicker at the ring portion and thinner at the terminal portion, that is, making the printing thickness of the paste thicker at the ring portion and thinner at the terminal portion.
In order to print the terminal part and the ring part under different printing conditions, for example, first print the terminal part with a fine mesh or low viscosity paste, and then print the ring part with a coarse mesh or high viscosity paste. Is there a way to print There is also a method in which the ring portion and the terminal portion are printed at the same time in advance, and then only the ring portion is printed again to thicken only the ring portion.
However, neither method can be said to be an efficient method because the number of man-hours required for printing increases.
本願発明者はセラミックス素体のリング部と端子部の高さを変えることにより、スクリーンメッシュとの間の差を変化させ、一度にリング部に厚く端子部に薄くペーストを印刷することをみいだした。
端子部セラミックスの高さをリング部セラミックスの高さよりも０．０１～０．０６ｍｍ高くする。これにより印刷時に高くした分だけリング部のセラミックス面とメッシュ面の間があくことになりペーストを厚く印刷することが可能である。
The inventor of the present application found that by changing the height of the ring portion and the terminal portion of the ceramic body, the difference between the screen mesh and the screen mesh can be changed, and the paste can be printed thickly on the ring portion and thinly on the terminal portion at one time. bottom.
The height of the terminal ceramics is made 0.01 to 0.06 mm higher than the height of the ring ceramics. As a result, the space between the ceramics surface of the ring and the mesh surface is increased by the height of the printing, so that the paste can be printed thickly.
端子部よりも高くしたリング部とのセラミックス高さの差は０．０１～０．０６ｍｍ、よ
り好ましくは０．０２～０．０５ｍｍとする。セラミックス高さの差が０．０１ｍｍより
小さい場合はペーストの厚さに大きな差が得られないため効果がない。これとは逆に０．
０６ｍｍより大きい場合は通常の印刷条件ではリング部に印刷ができなくなる恐れがある
。また、リング部に印刷をするために無理に印厚をかけるとスクリーンメッシュにダメー
ジを与える可能性がある。
The difference in the height of the ceramics from the ring portion, which is higher than the terminal portion, is 0.01 to 0.06 mm, preferably 0.02 to 0.05 mm. If the difference in the height of the ceramics is less than 0.01 mm, the thickness of the paste will not vary greatly, so there is no effect. On the contrary, 0.
If it is larger than 06 mm, there is a possibility that printing cannot be performed on the ring portion under normal printing conditions. Also, if the printing thickness is forced to print on the ring portion, the screen mesh may be damaged.
以上のマグネトロン用セラミックス部品の製造方法によれば、メタライズ層の品位を向上
することができる。また、メタライズ層の品位が向上したことによりめっきおよびろう付
けの品位も向上するため、マグネトロンに組み立てたときに封着性の良い信頼性の高いマ
グネトロンを製造することができる。
According to the above-described method for manufacturing a ceramic component for magnetron, the quality of the metallized layer can be improved. In addition, since the quality of the metallized layer is improved, the quality of plating and brazing is also improved. Therefore, when assembled into a magnetron, it is possible to manufacture a highly reliable magnetron with good sealing.
（実施例）
（実施例１～３、比較例１～４）
９２重量％Ａｌ２Ｏ３－８重量％ＭｎＯ２、ＳｉＯ２、ＭｇＯ（合計で８重量％）なる組
成を有するアルミナ造粒粉をプレスで成型し１５００℃大気中で焼結することにより、図
１に示すような直径１５ｍｍ×高さ１５ｍｍの略円柱状のセラミックス部品を製造した。
このセラミックス部品本体の上面の中央部には突出した端子状部が形成され、周縁部には
突出したリング状部が形成されている。プレス成型時に金型を調整して、焼結後の端子面
の高さをリング面より高い場合と比較例として同じ高さおよび低い場合を製造した。
このセラミックス部品本体の上面部に形成された端子部およびリング部に、１００メッシ
ュスクリーンを用いてＭｏ－Ｍｎペーストをスクリーン印刷した。これを空気中１００℃
で乾燥した後、１４５０℃還元雰囲気中で１時間加熱処理をしてセラミックス部品本体の
端子部およびリング部に端子部メタライズ層およびリング部メタライズ層を形成した。形
成したメタライズ層を形状測定機で測定しメタライズ層の厚さを計算した。
電極ピンを挿入しバレルめっきにてＮｉめっきを行った。蛍光Ｘ線膜厚測定装置により端
子部およびリング部のＮｉめっき厚さを測定した。実施例および比較例についてセラミッ
クスのリング部に対する端子部の高さ、メタライズ厚さ、めっき厚さを表１に示す。
(Example)
(Examples 1-3, Comparative Examples 1-4)
Alumina granulated powder having a composition of 92% by weight Al2O3-8% by weight MnO2, SiO2, and MgO (total of 8% by weight) was pressed and sintered in the air at 1500° C. to obtain a powder as shown in FIG. A substantially cylindrical ceramic part having a diameter of 15 mm and a height of 15 mm was manufactured.
A protruding terminal-shaped portion is formed in the central portion of the upper surface of the ceramic component body, and a protruding ring-shaped portion is formed in the peripheral edge portion. By adjusting the mold during press molding, a case in which the height of the terminal surface after sintering was higher than the ring surface and a case in which the height was the same and lower than the ring surface were manufactured as comparative examples.
Mo--Mn paste was screen-printed using a 100-mesh screen on the terminal portion and ring portion formed on the upper surface of the ceramic component body. 100°C in the air
and then heat-treated for 1 hour in a reducing atmosphere at 1450° C. to form a terminal metallized layer and a ring metallized layer on the terminal part and the ring part of the ceramic part body. The thickness of the formed metallized layer was measured by a shape measuring machine to calculate the thickness of the metallized layer.
Ni plating was performed by inserting an electrode pin and barrel plating. The Ni plating thickness of the terminal portion and the ring portion was measured by a fluorescent X-ray film thickness measuring device. Table 1 shows the height of the terminal portion relative to the ceramic ring portion, the metallization thickness, and the plating thickness of the examples and comparative examples.
比較例１では、プレス型を調整して、端子面とリング面の高さの差を±０．０１ｍｍ未満
（測定値：＋０．００７～－０．００６ｍｍ）にした。
比較例２および比較例３では、プレス型を調整して、端子面の高さをリング面より０．０
４ｍｍおよび０．０７ｍｍ高くした（表ではマイナス（－）で表示）。比較例３ではリン
グ部に印刷することができなかった。
比較例４では、プレス型を調整して、リング面の高さを端子面より０．０７ｍｍ高くした
ところ端子部に印刷することができなかった。
In Comparative Example 1, the press die was adjusted so that the height difference between the terminal surface and the ring surface was less than ±0.01 mm (measured value: +0.007 to -0.006 mm).
In Comparative Examples 2 and 3, the press die was adjusted so that the height of the terminal surface was 0.00 from the ring surface.
4 mm and 0.07 mm higher (indicated by minus (-) in the table). In Comparative Example 3, the ring portion could not be printed.
In Comparative Example 4, when the press die was adjusted to make the height of the ring surface higher than the terminal surface by 0.07 mm, the terminal portion could not be printed.
表１から分かるとおり、実施例にかかるマグネトロン用アルミナ部品にて測定した端子部
およびリング部のＮｉめっき厚さはいずれも１．１～１．６μｍと良好であった。一方、
比較例１および比較例２の端子部のＮｉめっき厚では２．０μｍおよび２．６μｍと厚く
めっき端部にふくれが観察された。また、比較例２のリング部のＮｉめっき厚さは０．７
μｍと薄くなった。
As can be seen from Table 1, the Ni plating thicknesses of the terminal portion and the ring portion of the magnetron alumina parts according to the examples were both 1.1 to 1.6 μm, which were good. on the other hand,
The thickness of the Ni plating on the terminals of Comparative Examples 1 and 2 was as thick as 2.0 μm and 2.6 μm, and swelling was observed at the edge of the plating. In addition, the Ni plating thickness of the ring portion of Comparative Example 2 is 0.7
It became as thin as μm.
銀ろう（ＢＡｇ－８：７２％銀－２８％銅）箔を使用して、端子部およびリング部にそれ
ぞれコバール板をろう付けして引張強度を測定した。また、各実施例および比較例につい
て３５００個の製品についてマグネトロン組み立て工程で端子部に金属端子をろう付けし
て気密性試験を行った。測定結果を表２に示す。
Using a silver brazing (BAg-8: 72% silver-28% copper) foil, Kovar plates were brazed to the terminal portion and the ring portion, respectively, and the tensile strength was measured. In addition, airtightness tests were carried out on 3500 products for each of the examples and comparative examples by brazing metal terminals to the terminal portions in the magnetron assembly process. Table 2 shows the measurement results.
表２から分かるとおり、端子部の引張強度は３９ｋｇｆ／ｍｍ以上と良好であった。一方
、比較例の引張強度は３３ｋｇｆ／ｍｍと実施例と比較して低くなった。リング部の引張
強度は２７ｋｇｆ／ｍｍ以上となった。また、実施例にかかるマグネトロン用アルミナ部
品の気密性試験不良率は０．１％未満と良好であったが、比較例では０．２％以上と悪化
した。不良品を確認したところ端子部の接合箇所にリーク不良が発生しており、ろう付け
接合不良およびろう流れ不良が確認された。
上記のように実施例は比較例と比べて、端子部のろう付け性が向上し、気密性の面での信
頼性の向上が認められた。
As can be seen from Table 2, the terminal portion had a good tensile strength of 39 kgf/mm or more. On the other hand, the tensile strength of the comparative example was 33 kgf/mm, which was lower than that of the example. The tensile strength of the ring portion was 27 kgf/mm or more. In addition, although the airtightness test defect rate of the magnetron alumina parts according to the examples was good at less than 0.1%, it deteriorated to 0.2% or more in the comparative examples. When the defective product was checked, leakage failure occurred at the junction of the terminal part, and brazing junction failure and solder flow failure were confirmed.
As described above, in comparison with the comparative example, the examples showed improved brazeability of the terminal portion and improved reliability in terms of airtightness.
以上、本発明のいくつかの実施形態を例示したが、これらの実施形態は、例として提示し
たものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、
その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種
々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。これら実施形態やその変形例は、発
明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲
に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。
Although some embodiments of the present invention have been illustrated above, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments are
It can be embodied in various other forms, and various omissions, replacements, changes, etc. can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are included in the scope of the invention described in the claims and equivalents thereof. Moreover, each of the above-described embodiments can be implemented in combination with each other.
１…マグネトロン用セラミックス部品（断面）
２…セラミックス部品本体
３…セラミックス端子部
４…セラミックスリング部
５…メタライズ端子部
６…メタライズリング部
７…セラミックス溝部
８…セラミックス穴部
９…マグネトロン用セラミックス部品表面（平面図）
1 … Ceramic parts for magnetron (cross section)
2
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