JP2597018B2 - 絶縁用部材及びそれを用いた電気部品 - Google Patents
絶縁用部材及びそれを用いた電気部品Info
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- JP2597018B2 JP2597018B2 JP1340956A JP34095689A JP2597018B2 JP 2597018 B2 JP2597018 B2 JP 2597018B2 JP 1340956 A JP1340956 A JP 1340956A JP 34095689 A JP34095689 A JP 34095689A JP 2597018 B2 JP2597018 B2 JP 2597018B2
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/10—Nuclear fusion reactors
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、高温プラズマを内包する真空容器のよう
に、高温、高電圧、高温度勾配、衝撃荷重といった絶縁
用部材としは特に過酷な環境下におかれる絶縁用部材及
びその絶縁用部材を用いた電気部品に関するものであ
る。
に、高温、高電圧、高温度勾配、衝撃荷重といった絶縁
用部材としは特に過酷な環境下におかれる絶縁用部材及
びその絶縁用部材を用いた電気部品に関するものであ
る。
従来、一般的な絶縁用部材として、陶器、磁器（硝
子）、ベークライト、雲母、プラスチック、ゴム等が知
られている。これらは導電性基台と電気部品との間に介
在され、締結、接着、ろう接、嵌合等の手段により一体
化される。このような絶縁用部材及び電気部品の絶縁構
造は、通常の使用環境下では十分絶縁機能を果すことが
できる。
子）、ベークライト、雲母、プラスチック、ゴム等が知
られている。これらは導電性基台と電気部品との間に介
在され、締結、接着、ろう接、嵌合等の手段により一体
化される。このような絶縁用部材及び電気部品の絶縁構
造は、通常の使用環境下では十分絶縁機能を果すことが
できる。
しかしながら、例えば高温プラズマを内包する真空容
器内部の部品のように、高温、高電圧、高温度勾配等の
過酷な環境下で、しかも限られた空間に設置され、衝撃
的な荷重を受けるような電気部品においては、耐熱性、
耐絶縁性、耐熱衝撃性、耐衝突性等の性能が同時に要求
され、更に小さいスペースで部材を構成できることが必
要である。
器内部の部品のように、高温、高電圧、高温度勾配等の
過酷な環境下で、しかも限られた空間に設置され、衝撃
的な荷重を受けるような電気部品においては、耐熱性、
耐絶縁性、耐熱衝撃性、耐衝突性等の性能が同時に要求
され、更に小さいスペースで部材を構成できることが必
要である。
これに対し、従来の陶磁器やセラミックス等の硝子
は次のような問題がある。
は次のような問題がある。
（ｉ）ボルト、ナット等での締結が必要であり、装置全
体が大きくなる。
体が大きくなる。
（ii）ろう接で接着した場合には、基材金属との熱膨張
係数の大きな違いによる割れや剥離が起り易くなる。
係数の大きな違いによる割れや剥離が起り易くなる。
（iii）一般的に熱伝導率が低く、大きな熱勾配に耐え
られない。
られない。
（iv）硬くて脆いという性質のため、衝撃的な荷重がか
かる部位には使用にくい。
かる部位には使用にくい。
ベークライト、プラスチック、ゴム等は耐熱温度が
低く、200℃を連続的に越えるところでは使用できな
い。また、真空中でのガス放出を避けることができな
い。
低く、200℃を連続的に越えるところでは使用できな
い。また、真空中でのガス放出を避けることができな
い。
雲母は、耐熱性、耐絶縁性はともに高いが、劈開性
を有しているため強度が低い。
を有しているため強度が低い。
この発明は上記のごとき問題点にかんがみ、高温、高
電圧、高温度勾配、衝撃荷重といった絶縁用部材として
は、特に過酷な環境下で用いることのできる絶縁用部材
及びそれを用いた電気部品を提供することを課題とす
る。
電圧、高温度勾配、衝撃荷重といった絶縁用部材として
は、特に過酷な環境下で用いることのできる絶縁用部材
及びそれを用いた電気部品を提供することを課題とす
る。
第１図に示すように、この発明に係る絶縁用部材３
は、上記の目的を達成するために、基材１と絶縁層２と
の間に、基材１側に第１中間層８、絶縁層２側に第２中
間層８′を積層一体化したものである。
は、上記の目的を達成するために、基材１と絶縁層２と
の間に、基材１側に第１中間層８、絶縁層２側に第２中
間層８′を積層一体化したものである。
基材１の材料は、耐熱性に優れた金属であるMo、Nb、
Ta、Ｗの中から一つが選ばれる。絶縁層２は、高い電気
絶縁性を持ち、耐熱性に優れたダイヤモンドが適してい
る。絶縁層２の厚さは１μｍ以上、500μｍ以下とす
る。１μｍ末端ではピンホールやコーティング膜の不均
一さにより導通する危険が大きく実用適でない。また、
500μｍを超えると、薄膜としての特性を喪失する。
Ta、Ｗの中から一つが選ばれる。絶縁層２は、高い電気
絶縁性を持ち、耐熱性に優れたダイヤモンドが適してい
る。絶縁層２の厚さは１μｍ以上、500μｍ以下とす
る。１μｍ末端ではピンホールやコーティング膜の不均
一さにより導通する危険が大きく実用適でない。また、
500μｍを超えると、薄膜としての特性を喪失する。
なお、絶縁層２は複数層をコーティングしてもよい。
また、第１中間層８はTiC（炭化チタン）、第２中間
層８′はSiC（炭化珪素）により形成される。これらの
中間層８、８′は、基材１と絶縁層２（ダイヤモンド）
との熱膨張係数の差を吸収するために介在される。第１
中間層８は、基材１と接合強度の高いTiCが選ばれる。
また、その第１中間層８と絶縁層２間の熱膨張係数の差
を吸収すること、及び第１中間層８のTiCと炭化物同士
であって接合の相性がよにことから、第２中間層８′と
してSiCが選ばれる。
層８′はSiC（炭化珪素）により形成される。これらの
中間層８、８′は、基材１と絶縁層２（ダイヤモンド）
との熱膨張係数の差を吸収するために介在される。第１
中間層８は、基材１と接合強度の高いTiCが選ばれる。
また、その第１中間層８と絶縁層２間の熱膨張係数の差
を吸収すること、及び第１中間層８のTiCと炭化物同士
であって接合の相性がよにことから、第２中間層８′と
してSiCが選ばれる。
次に、この発明に係る電気部品の構造は、第２図に示
すように、上記の絶縁用部材３を用いるものである。こ
の絶縁用部材３は、互いに電気的絶縁性を保って接続さ
れるべき導電性基台４と、導電性部品５との間に介在さ
れる。絶縁用部材３の基材１と導電性基台４とは、それ
ぞえろう材６により接合されるが、望ましくはメタライ
ズ層７が介在される。
すように、上記の絶縁用部材３を用いるものである。こ
の絶縁用部材３は、互いに電気的絶縁性を保って接続さ
れるべき導電性基台４と、導電性部品５との間に介在さ
れる。絶縁用部材３の基材１と導電性基台４とは、それ
ぞえろう材６により接合されるが、望ましくはメタライ
ズ層７が介在される。
第３図は実施例を示すものであり、ステンレススチー
ルの基台４上に、導電性電気部品５として銅製の電極を
取り付けたものである。
ルの基台４上に、導電性電気部品５として銅製の電極を
取り付けたものである。
両者の間に介在される絶縁用部材３は、基材１とちえ
モリブデンを用い、絶縁層２としてダイヤモンドコーテ
ィング膜を施したものである。基材１のモリブデンと絶
縁層２のダイヤモンドとの接着強度を向上させるため
に、炭化チタンでなる第１中間層８及び炭化珪素でなる
第２中間層８′を介在している。
モリブデンを用い、絶縁層２としてダイヤモンドコーテ
ィング膜を施したものである。基材１のモリブデンと絶
縁層２のダイヤモンドとの接着強度を向上させるため
に、炭化チタンでなる第１中間層８及び炭化珪素でなる
第２中間層８′を介在している。
上記の絶縁用部材３の基材１と基台４とは、メタライ
ズ層７を介してろう材６により接合させる。また、絶縁
用部材３の絶縁層２の導電性部品５とも、メタライズ層
７を介してろう材６により接合される。
ズ層７を介してろう材６により接合させる。また、絶縁
用部材３の絶縁層２の導電性部品５とも、メタライズ層
７を介してろう材６により接合される。
また、耐熱性をもたせるため、絶縁用部材３の基材１
と基台４との間、及び絶縁用部材３の絶縁層２と部品５
との間に、それぞれ熱膨張緩和のためのバッファー層９
を介在している。これらの各バッファー層９の一方の面
は、それぞれ前記のろう材６により基材１及び絶縁層２
側に接合され、また各バッファー層９の他方の面は、ろ
う材６′の介してそれぞれ基台４と部品５に接合され
る。
と基台４との間、及び絶縁用部材３の絶縁層２と部品５
との間に、それぞれ熱膨張緩和のためのバッファー層９
を介在している。これらの各バッファー層９の一方の面
は、それぞれ前記のろう材６により基材１及び絶縁層２
側に接合され、また各バッファー層９の他方の面は、ろ
う材６′の介してそれぞれ基台４と部品５に接合され
る。
上記のバッファー層９としては、熱膨張係数10×10-6
deg-1の銅（Cu）−タングステン（Ｗ）合金（厚さ5mm）
を用いる。
deg-1の銅（Cu）−タングステン（Ｗ）合金（厚さ5mm）
を用いる。
上記の絶縁構造により、絶縁破壊電圧1.5KV、引っ張
り破断強度25kg/mm2の特性を得ることができた。また耐
熱温度を700℃に向上することができた。
り破断強度25kg/mm2の特性を得ることができた。また耐
熱温度を700℃に向上することができた。
以上説明したように、この発明の絶縁用部材及びこれ
を用いた電気部品は、基材と絶縁層との間に、第１及び
第２中間層を介在させたことにより、基材と絶縁層との
接合強度が高く、また全体として耐熱性、耐絶縁性、耐
温度勾配、機械強度に優れ、かつ真空中で使用しても支
障を来たさない効果がある。
を用いた電気部品は、基材と絶縁層との間に、第１及び
第２中間層を介在させたことにより、基材と絶縁層との
接合強度が高く、また全体として耐熱性、耐絶縁性、耐
温度勾配、機械強度に優れ、かつ真空中で使用しても支
障を来たさない効果がある。
また、その容積も従来の場合に比べて小さうなるの
で、限られた空間に設置しなけばならない部品にも容易
に応用することができる。
で、限られた空間に設置しなけばならない部品にも容易
に応用することができる。
第１図はこの絶縁用部材の基本的構造図、第２図は上記
の絶縁用部材を用い電気部品の基本的構造図、第３図は
電気部品の実施例の構造図である。 １……基材、２……絶縁層、３……絶縁用部材、 ４……導電性基台、５……導電性部品、６、６′……ろ
う材、 ７……メタライズ層、８……第１中間層、８′……第２
中間層、 ９……バッファー層。
の絶縁用部材を用い電気部品の基本的構造図、第３図は
電気部品の実施例の構造図である。 １……基材、２……絶縁層、３……絶縁用部材、 ４……導電性基台、５……導電性部品、６、６′……ろ
う材、 ７……メタライズ層、８……第１中間層、８′……第２
中間層、 ９……バッファー層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 矢敷 哲男 兵庫県伊丹市昆陽北１丁目１番１号 住 友電気工業株式会社伊丹製作所内 (72)発明者 藤森 直治 兵庫県伊丹市昆陽北１丁目１番１号 住 友電気工業株式会社伊丹製作所内 (72)発明者 池ケ谷 明彦 兵庫県伊丹市昆陽北１丁目１番１号 住 友電気工業株式会社伊丹製作所内 (56)参考文献 特開 昭62−216972（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−226645（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−295483（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】基材と絶縁層との間に中間層を介在してな
る絶縁用部材において、上記の基材がMo、Nb、Ta、Ｗか
ら選ばれた一つの材料から成り、上記の絶縁層が厚さ１
μｍ以上、500μｍ以下のダイヤモンド層から成り、上
記中間層が上記基材側の第１の中間層と上記絶縁層側の
第２中間層により形成され、上記第１中間層がtiC、第
２中間層がSiCから成ることを特徴とする絶縁用部材。 - 【請求項２】導電性基台と導電性部品との間に請求項１
に記載の絶縁用部材を介在し、一体接合してなる電気部
品。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1340956A JP2597018B2 (ja) | 1989-12-26 | 1989-12-26 | 絶縁用部材及びそれを用いた電気部品 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1340956A JP2597018B2 (ja) | 1989-12-26 | 1989-12-26 | 絶縁用部材及びそれを用いた電気部品 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03201322A JPH03201322A (ja) | 1991-09-03 |
| JP2597018B2 true JP2597018B2 (ja) | 1997-04-02 |
Family
ID=18341861
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1340956A Expired - Fee Related JP2597018B2 (ja) | 1989-12-26 | 1989-12-26 | 絶縁用部材及びそれを用いた電気部品 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2597018B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5272104A (en) * | 1993-03-11 | 1993-12-21 | Harris Corporation | Bonded wafer process incorporating diamond insulator |
| US5904778A (en) * | 1996-07-26 | 1999-05-18 | Applied Materials, Inc. | Silicon carbide composite article particularly useful for plasma reactors |
| US6673198B1 (en) | 1999-12-22 | 2004-01-06 | Lam Research Corporation | Semiconductor processing equipment having improved process drift control |
| US6506254B1 (en) | 2000-06-30 | 2003-01-14 | Lam Research Corporation | Semiconductor processing equipment having improved particle performance |
| US6890861B1 (en) | 2000-06-30 | 2005-05-10 | Lam Research Corporation | Semiconductor processing equipment having improved particle performance |
| CN110358508B (zh) * | 2019-08-02 | 2021-02-26 | 太原理工大学 | 含金刚石的复合散热材料及其制备方法 |
| CN110428912B (zh) * | 2019-08-02 | 2020-11-03 | 太原理工大学 | 含有金刚石的第一壁材料及其制备方法 |
| CN111636023B (zh) * | 2020-04-23 | 2021-04-23 | 陕西斯瑞新材料股份有限公司 | 一种铜钨梯度材料电触头的制备方法 |
| CN112047739A (zh) * | 2020-07-23 | 2020-12-08 | 全球能源互联网研究院有限公司 | 一种可加工的陶瓷/金属梯度结构材料及其制备方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62216972A (ja) * | 1986-03-17 | 1987-09-24 | 住友セメント株式会社 | セラミツクスと金属との高耐熱衝撃性接合方法および接合製品 |
-
1989
- 1989-12-26 JP JP1340956A patent/JP2597018B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03201322A (ja) | 1991-09-03 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |