[发明专利]陶瓷-金属粘合材料及用该材料制作的真空密封容器

说明书

发明领域

本发明涉及一种适于用于制作真空管、闸流晶体管等中的真空密封容器的陶瓷-金属粘合材料、使用该材料的陶瓷-金属粘合件的制造方法及用该材料制作的真空密封容器。

发明背景

用于真空断路器、真空管、闸流晶体管等中的真空密封容器系这样一种密封容器：用由不锈钢等材料的金属部件组成的封接件粘接(粘合)由陶瓷部件等构成的绝缘容器的开口部一端，同时，使其内部保持真空密封状态。以往，在用封接件封接所述陶瓷制的绝缘容器时，使用了Mo-Mn法进行封接。然而，Mo-Mn法存在的问题是，该方法使用金属化、电镀、钎焊等许多工序，使其封接工艺复杂，且还需要高温热处理。

为此，已有人在研究可适用活性金属法的封接工艺，以取代Mo-Mn法等封接方法(参见特开平3-354030号公报)。该方法系在Ag-Cu合金等的金属钎焊料中添加如Ti、Zr等的活性金属，将该含有活性金属的钎焊料(活性金属钎焊料)与有机粘结剂混合，以浆状、或作成片状的钎焊料使用。

可是，在使用上述的活性金属制作真空密封容器时，在实际所用的真空炉中未必能使炉内达到均匀加热。因此，在以同一批量大量制造真空密封容器时，常会发生这样的情况：炉内的某些部分升温较快，而其它部分则升温较慢。因此，为了使炉内所有部位的温度处于所定的温度，必须延长热处理时间。另外，在制造真空密封容器时，由于边加热，边对密封容器内部抽真空，也不可避免地导致处理时间延长。

然而，如上所述，在延长热处理时间时，也会产生下述问题：粘合(结合)时，密封件的组成元素，例如Ni，会从该由不锈钢等组成的密封件溶出至钎焊料内，特别是，对于活性金属钎焊料产生不利的影响，阻碍正常有效的结合。

如上所述，现时，在真空密封容器的制造工序中，热处理时间的延长难以避免；又由于该热处理时间的延长，使得密封件的组成元素，例如Ni，在粘合时，会从由不锈钢等组成的密封件溶出至钎焊料内，特别是，对于活性金属钎焊料产生不利的影响，阻碍正常的粘合。

但是，在如上所述的高温下进行排气热处理中，活性金属钎焊料也在固相状态下接受高温长时间的热处理，使钎焊料的组成元素产生过剩反应，成为对结合产生不利影响的一个原因。

即，在使用如前所述的Ag-Cu-Ti系的钎焊料的场合，由如上所述的固相热处理通常生成Cu-Ti化合物。由于该Cu-Ti化合物较为稳定，钎焊料溶化时，也残留于液态的钎焊料中，其结果，使Ti的活度降低，且导致钎焊料的成分偏离于共晶的组成，熔点上升。而所述的Ti的活度本来是可以用于促进其与陶瓷材料的反应和结合的。再有，Cu-Ti化合物如存在于熔融粘合后的钎焊料层中，则在该化合物的四周易产生孔隙，而成为破坏的起因。如此等等，对结合特性产生了不利影响。

如上所述，在使用已有的活性金属法进行陶瓷部件和金属部件封接(结合)时，在作排气热处理等的长时间的高温热处理中，会发生不利于结合的活性金属钎焊料中的组成元素的过剩反应，如何抑制该过剩反应即是本领域的一个课题。

发明简述

本发明为解决上述课题而作。本发明的目的是，提供一种陶瓷-金属封接材料，一种使用该材料的陶瓷-金属粘合件的制造方法；及一种使用该材料制作的真空密封容器。用该材料在以活性金属法对简单的真空密封容器等设备作陶瓷-金属封接时，可防止元素由封接金属向钎焊料中扩散，由此，可重复性良好地形成可靠性高的封接部件。

本发明的陶瓷-金属结合材料用于将由金属部件组成的封接件结合于陶瓷材料构成的绝缘容器上，其特征在于，所述结合材料包括：设置于上述金属部件一侧的金属钎焊料成分；设置于上述陶瓷部件一侧的活性金属钎焊料成分；设置于上述金属钎焊料成分和活性金属钎焊料成分之间、作固相状态残留、以防止上述金属部件的组成元素扩散的中间层。

另外，本发明的特征还在于，在上述陶瓷-金属结合材料中、所述中间层的形状为：通过所述的金属钎焊料成分，其与上述密封件接触部分的厚度大于其两端部。

又，本发明的真空密封容器为具有由陶瓷部件组成的绝缘容器和由金属部件组成的密封件的真空密封容器，所述金属部件用于密封所述绝缘容器的开口部，本发明的真空密封容器用于将上述密封件结合于上述的绝缘容器，或用于将上述由金属部件组成的密封件结合于由陶瓷部件组成的绝缘容器。