JP2672550B2 - Plated ceramic parts - Google Patents
Plated ceramic partsInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （従来の技術） 本発明はめっきを施したセラミックス部品に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Object of the Invention (Prior Art) The present invention relates to a plated ceramic component.
（発明が解決しようとする問題点） セラミックス部品を金属部品と接合する方法のひとつ
として、セラミックスの表面にメタライズ層を形成し、
このメタライズ層の表面にめっき層を形成してセラミッ
クス部品を製作し、このセラミックス部品のめっき層の
表面にろう付けにより金属部品を接合する方法が知られ
ている。(Problems to be Solved by the Invention) As one of the methods for joining a ceramic component to a metal component, a metallized layer is formed on the surface of the ceramic,
A method is known in which a plating layer is formed on the surface of the metallized layer to manufacture a ceramic component, and a metal component is joined to the surface of the plating layer of the ceramic component by brazing.
例えばマグネトロンのステムでは、絶縁材料としてセ
ラミックスを使用し、このセラミックスの中心部に導電
性金属からなるリードを挿通するとともに、マグネトロ
ン内部側端面にエンベロープとなる金属筒を前記リード
を包囲して設け、且つセラミックスのマグネトロン内部
側端面に前記リードと前記金属筒をろう付けにより接合
固定している。すなわち、前記セラミックスの端面にメ
タライズ処理によりMo−Mn合金などのメタライズ層を形
成した後に、その表面にめっき処理を施してめっき層を
形成することによりセラミックス部品を製作し、さらに
このセラミックス部品におけるセラミックスの端面のめ
っき層にAgろうなどを使用したろう付けによりリードと
金属筒を接合するようにしている。For example, in a magnetron stem, ceramics is used as an insulating material, a lead made of a conductive metal is inserted through the center of the ceramic, and a metal cylinder serving as an envelope is provided on the end face inside the magnetron so as to surround the lead, In addition, the lead and the metal cylinder are joined and fixed to the end face of the ceramic inside of the magnetron by brazing. That is, after forming a metallized layer such as a Mo-Mn alloy on the end face of the ceramics by a metallizing process, a plating process is performed on the surface to form a plated layer to produce a ceramic component, and the ceramic component in the ceramic component is further manufactured. The lead and the metal cylinder are joined to each other by brazing with Ag brazing or the like on the plating layer on the end face of the.
従来、このような，マグネトロン用ステムに使用する
セラミックス部品においてめっき層を形成するために
は、セラミックスに電解めっき（電気めっき）処理を施
してNiなどのめっき層を形成している。Conventionally, in order to form a plating layer in such a ceramic component used for a magnetron stem, the plating layer of Ni or the like is formed by subjecting the ceramic to electrolytic plating (electroplating) treatment.
（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、前記のように電解めっきによりセラミ
ックスにめっき層を形成した場合には、めっき層の厚さ
が部分的に異なるということが発生している。すなわ
ち、ステム用セラミックス部品における前記セラミック
スのマグネトロン内部側端面は、リードを挿通するリー
ド孔が中心部に開口するとともに、外周部に金属筒を接
合するようになっており、さらに中央部と外周部との間
にはリードと金属筒との間の絶縁距離を確保するために
環状溝が形成してある。このセラミックスの端面に電解
めっき処理を施すと、環状溝の内側に位置する端面中央
部の表面に形成されためっき層の厚さが、環状溝の外側
に位置する端面外周部の表面に形成されためっき層の厚
さに比して薄く約1/5となることがある。この場合には
セラミックスの端面中央部ではめっき層が薄いために充
分なろう付けを行なうことができず、リード孔に挿通し
たリードを確実に接合することができなくなる。(Problems to be Solved by the Invention) However, when the plating layer is formed on the ceramic by electrolytic plating as described above, the thickness of the plating layer is partially different. That is, the magnetron inner end surface of the ceramic in the stem ceramic component has a lead hole through which a lead is opened in the central portion, and a metal cylinder is joined to the outer peripheral portion, and further, the central portion and the outer peripheral portion. An annular groove is formed between the lead and the metal tube in order to secure an insulation distance between the lead and the metal tube. When electrolytic plating is applied to the end face of this ceramic, the thickness of the plating layer formed on the surface of the center of the end face located inside the annular groove is formed on the surface of the outer periphery of the end face located outside the annular groove. It may be about 1/5 thinner than the thickness of the plated layer. In this case, since the plating layer is thin at the center of the end face of the ceramic, sufficient brazing cannot be performed, and the lead inserted through the lead hole cannot be reliably joined.
本発明はこの問題点を解決するためになされたもの
で、セラミックスのめっき層形成部の形状や面積に制約
されることなくメタライズ層の表面に均一にめっき層が
形成されたセラミックス部品を提供することを目的とす
る。The present invention has been made to solve this problem, and provides a ceramic component in which a plating layer is uniformly formed on the surface of a metallized layer without being restricted by the shape and area of the plating layer forming portion of the ceramic. The purpose is to
［発明の構成］ （問題点を解決するための手段と作用） 本発明の発明者はセラミックス部品と金属部品とをろ
う付けにより接合してなる接合部品に用いるセラミック
ス部品において、セラミックスにめっき層を形成するこ
とについて種々研究を重ねてきた。まず、従来のマグネ
トロンステム用のセラミックス部品のセラミックスにお
いて電解めっきにより形成しためっき層の厚さが部分的
に異なる現象について研究を重ねた結果、セラミックス
のめっき層形成部に凹部や凸部が存在すると、この凹部
および凸部が障害となってめっき液中のイオンの移動が
不均一となり、これによりめっき層の厚さが不均一とな
ることがわかった。また、めっき層を形成部の面積が不
均一な場合にもめっき層の厚さが不均一になることもわ
かった。すなわち、マグネトロンステム用セラミックの
端面に電解めっきを行う場合には、環状溝の内側の端面
中央部の面積が環状溝外側の端面外周部の面積に比して
小さいこと、および端面に形成した環状溝がめっき液中
のイオンの流れを不均一にさせることが原因となって、
端面中央部と外周部に形成されためっき層の厚さが不均
一となることがわかった。[Structure of the Invention] (Means and Actions for Solving Problems) The inventor of the present invention uses a plating layer on ceramics in a ceramic part used for a joined part formed by joining a ceramic part and a metal part by brazing. Various studies have been conducted on the formation. First, as a result of repeated research on the phenomenon that the thickness of the plating layer formed by electrolytic plating is partially different in the ceramics of conventional ceramic parts for magnetron stems, it was found that there are concaves and convexes in the plating layer forming part of the ceramics. It was found that the recesses and protrusions interfered with the non-uniform movement of ions in the plating solution, which resulted in non-uniform plating layer thickness. It was also found that the thickness of the plating layer becomes non-uniform when the area of the plating layer forming part is non-uniform. That is, when performing electroplating on the end face of the magnetron stem ceramic, the area of the center part of the inner end face of the annular groove is smaller than the area of the outer peripheral part of the end face of the annular groove, and the annular surface formed on the end face The groove makes the flow of ions in the plating solution non-uniform,
It was found that the thickness of the plating layer formed on the central portion of the end face and the outer peripheral portion was non-uniform.
このように電解めっきが電気導通のための媒体を必要
とし、この媒体がセラミックスの形状や面積の影響を受
けてその状態が不均一となり、これが原因となってめっ
き層の厚さが均一となることに着目し、セラミックスに
その形状（凹凸部）や面積の影響を受けずに均一な厚さ
のめっき層を形成するための方法として無電解めっき
（化学めっき）を見出した。すなわち、無電解めっきは
電気導通のための媒体を使用するものでないために、電
解めっきの場合のような問題が発生しないめっき方法で
ある。Thus, the electroplating requires a medium for electrical conduction, and this medium is affected by the shape and area of the ceramics to make the state non-uniform, which causes the thickness of the plating layer to be uniform. Focusing on this, the inventors have found electroless plating (chemical plating) as a method for forming a plating layer having a uniform thickness on ceramics without being affected by the shape (unevenness) and area. That is, since electroless plating does not use a medium for electrical conduction, it is a plating method that does not cause the problem as in electrolytic plating.
すなわち、本発明のめっきを施したセラミックス部品
は、セラミックスと、このセラミックスの表面に形成さ
れたメタライズ層と、このメタライズ層の表面にニッケ
ルに対するボロンの重量割合が0.1〜2.0％であるニッケ
ル−ボロンよりなる無電解めっきにより形成されためっ
き層とからなることを特徴とするものである。That is, the plated ceramic component of the present invention is a ceramic, a metallized layer formed on the surface of the ceramic, and nickel-boron having a weight ratio of boron to nickel of 0.1 to 2.0% on the surface of the metallized layer. And a plating layer formed by electroless plating.
本発明のセラミックス部品に使用するセラミックス
は、アルミナ、ジルコニア、窒化けい素、窒化アルミニ
ウムなどの広い範囲のものを対象にできる。The ceramics used in the ceramic component of the present invention can be applied to a wide range of materials such as alumina, zirconia, silicon nitride and aluminum nitride.
セラミックスのめっき層形成部の表面にメタライズ処
理を施してメタライズ層を形成する。このメタライズ層
に使用する材料はMoまたはMo−Mn合金などがセラミック
スに確実に固着できるという理由で適している。A metallized layer is formed by applying a metallizing treatment to the surface of the ceramic plating layer forming portion. The material used for this metallized layer is suitable because Mo or Mo-Mn alloy can be firmly fixed to the ceramics.
メタライズ層の表面には無電解めっき（化学めっき）
によりめっき層を形成する。この無電解めっきは金属水
溶液より金属を置換反応または還元反応により、他の素
地表面に析出させる方法である。この無電解めっきは一
般的には還元反応による方法を採用しており、その具体
的な工程は酸洗、青化処理、触媒化、めっき、乾燥であ
る。この無電解めっきの特徴は被めっき体のどこにも均
一な厚さにめっきできることである。そして、無電解め
っきによれば、セラミックスのめっき層形成部に存在す
る凹凸部すなわちめっき層の各部分の形状の違い、およ
びめっき層形成部の各部分の面積の大きさの違いには条
件に影響を受けることなく、めっき層形成部の各部分全
体に均一な厚さでめっき層を形成することができる。特
にめっき形成部が小面積部分と大面積部分とに区分され
る場合，これら各部分に夫々に均一な厚さでめっき層を
形成できる。また、セラミックスに形成した直径1.8mm
程度の細い孔の内面にも、ほかの部分に形成するめっき
層と均一な厚さでめっき層を形成できる。この無電解め
っきにより形成するめっき層としては、Ni−Ｂ合金、Ni
−Ｐ合金からなるものが挙げられる。ここで、Ni−Ｐ合
金を成分とするめっき層は、加熱するとガスを発生する
ので、本発明のセラミックス部品を金属部品と接合して
真空状態を保持する封着部品を構成する場合には、前記
めっき層から発生したガスが真空状態を壊すことになる
ので、封着部品としての用途には適していない。これに
対してNi−Ｂ合金を成分とするめっき層は加熱によって
もガスを発生しないので、セラミックス部品を封着部品
に使用する場合にも支障がなく、セラミックス部品を広
い範囲に使用する場合に適している。Electroless plating (chemical plating) on the surface of the metallized layer
To form a plating layer. This electroless plating is a method of depositing a metal from an aqueous metal solution on the surface of another substrate by a substitution reaction or a reduction reaction. This electroless plating generally employs a method based on a reduction reaction, and its specific steps are pickling, bluing treatment, catalysis, plating and drying. The feature of this electroless plating is that it can be plated anywhere on the object to be plated to a uniform thickness. Then, according to the electroless plating, the unevenness existing in the plating layer forming part of the ceramics, that is, the difference in the shape of each part of the plating layer, and the difference in the area size of each part of the plating layer forming part It is possible to form the plating layer with a uniform thickness over the entire portions of the plating layer forming portion without being affected. Particularly when the plating forming portion is divided into a small area portion and a large area portion, the plating layer can be formed in each of these portions with a uniform thickness. In addition, the diameter formed on ceramics is 1.8 mm
It is possible to form a plating layer on the inner surface of a small hole having a uniform thickness with the plating layer formed on other portions. As the plating layer formed by this electroless plating, Ni-B alloy, Ni
-P alloy may be used. Here, since the plating layer containing a Ni-P alloy as a component generates gas when heated, when the ceramic component of the present invention is joined to a metal component to form a sealed component that holds a vacuum state, Since the gas generated from the plating layer breaks the vacuum state, it is not suitable for use as a sealing part. On the other hand, since the plating layer containing Ni-B alloy does not generate gas even when heated, there is no problem when using ceramic parts for sealing parts, and when using ceramic parts in a wide range. Are suitable.
このようにして本発明のセラミックス部品が構成され
る。そして、本発明のセラミックス部品は、金属部品を
ろう付けにより接合して接合部品を構成する。すなわ
ち、セラミックスに形成しためっき層にAgろうなどのろ
う材を用いてろう付けを行ない金属部品を接合する。こ
の場合、セラミックスに形成しためっき層は全体が必要
とする均一な厚さをもって形成されているので、めっき
層の全体にわたり均一且つ充分なろう付けを行なうこと
ができ、金属部品をセラミックスにムラなく強固に接合
することができる。特にめっき形成部の形状および面積
が異なるセラミックス部品に適用すると効果的である。Thus, the ceramic component of the present invention is constructed. The ceramic component of the present invention is joined by brazing metal components to form a joined component. That is, a brazing material such as Ag brazing is used to braze a plated layer formed on ceramics to join metal parts. In this case, since the plating layer formed on the ceramics is formed with a uniform thickness required for the whole, uniform and sufficient brazing can be performed over the entire plating layer, and the metal parts can be uniformly applied to the ceramics. Can be firmly joined. It is particularly effective when applied to ceramic parts having different shapes and areas of the plating forming part.
本発明のセラミックス部品と金属部品とを接合してな
る部品は、例えば封着部品として使用できる。封着部品
の一例としては、マグネトロンのステムが挙げられる。
すなわち、マグネトロンステムはセラミックスにリード
挿通し、セラミックスのマグネトロン内部側端面にリー
ドと金属筒をろう付けにより接合するのである。このた
め、セラミックスのリード孔が開口する端面中央部と金
属筒を取付ける端面外周部とに夫々無電解めっきにより
Ni−Ｂめっき層を形成し、リードと金属筒を夫々ろう付
けする。この場合、セラミックスの端面中央部と端面外
周部には、その形状および面積の大きさの相違に制約さ
れずに夫々無電解めっきにより均一な厚さのめっき層を
形成でき、このめっき層にリードと金属筒を夫々均一な
整合強度でろう付けすることができる。The component obtained by joining the ceramic component and the metal component of the present invention can be used, for example, as a sealing component. An example of the sealing component is a magnetron stem.
That is, the magnetron stem is inserted into the ceramic through the lead, and the lead and the metal tube are joined to the end face of the ceramic inside the magnetron by brazing. For this reason, electroless plating is applied to the center of the end face where the ceramic lead hole opens and the outer periphery of the end face where the metal tube is mounted.
A Ni-B plating layer is formed, and the lead and the metal cylinder are brazed respectively. In this case, a plating layer having a uniform thickness can be formed by electroless plating on the central portion of the end surface and the outer peripheral portion of the end surface of the ceramic, respectively, without being restricted by the difference in shape and size of the area. The metal cylinder and the metal cylinder can be brazed with uniform matching strength.
（実施例） 本発明の実施例について説明する。(Example) An example of the present invention will be described.
この実施例はマグネトロンのステムに適用したもので
ある。この実施例に使用するステムは、第１図および第
２図で示す構成をなすものである。図中１はAl2O3で形
成されたセラミックス、２はセラミックス１に形成され
たリード孔、３はセラミックス１のマグネトロン内部側
端面の中央部1aと外周部1bとを区画する環状溝、４はセ
ラミックス１のリード孔２に挿通するリード、５は金属
筒である。セラミックス１の端面にはMn−Moメタライズ
層を形成し、このメタライズ層にめっき層を形成して、
リード４と金属筒５をAgろうを使用したろう付けにより
接合している。まず、本発明例Ａとしてセラミックスの
端面中央部と外周部の各メタライズ層に無電解めっきに
よりNi−Ｂ（Ｂは9.25％）めっき層を形成して、ろう付
けを行なった。また本発明例Ｂとしてセラミックスの端
面の中央部と外周部のメタライズ層に無電解めっきによ
りNi−Ｂ（Ｂは0.25％）めっき層を形成して、ろう付け
を行なった。さらに、比較例Ｃとしてセラミックス端面
の中央部と外周部のメタライズ層に電気めっきによりNi
めっき層を形成して、ろう付けを行なった。各例では試
料を夫々２個ずつ使用している。そして、各例における
各セラミックスの端面中央部と外周部のめっき層の厚さ
を測定し、且つめっき層からのガス放出量（めっき後か
ら30分までの間）を測定した。第１表はその測定結果を
示している。This embodiment is applied to a magnetron stem. The stem used in this embodiment has the structure shown in FIGS. 1 and 2. In the figure, 1 is a ceramic formed of Al 2 O 3 , 2 is a lead hole formed in the ceramic 1, 3 is an annular groove that divides the central portion 1a and the outer peripheral portion 1b of the end surface of the ceramic 1 on the magnetron inner side, 4 Is a lead which is inserted into the lead hole 2 of the ceramics 1, and 5 is a metal cylinder. An Mn-Mo metallization layer is formed on the end face of the ceramics 1, and a plating layer is formed on this metallization layer.
The lead 4 and the metal cylinder 5 are joined by brazing using Ag brazing. First, as Inventive Example A, a Ni-B (B is 9.25%) plated layer was formed by electroless plating on each metallized layer on the central portion and the outer peripheral portion of the ceramic, and brazing was performed. Further, as Inventive Example B, a Ni-B (B is 0.25%) plated layer was formed on the metallized layer at the central portion and the outer peripheral portion of the ceramics by electroless plating, and brazing was performed. Further, as Comparative Example C, Ni was formed by electroplating on the metallized layers at the central portion and the outer peripheral portion of the ceramic end face.
A plating layer was formed and brazing was performed. Two samples are used in each example. Then, the thickness of the plating layer at the center of the end face and the peripheral portion of each ceramic in each example was measured, and the amount of gas released from the plating layer (for 30 minutes after plating) was measured. Table 1 shows the measurement results.
この表によれば、本発明例ＡおよびＢはいずれもセラ
ミックスに形成しためっき層は端面の中央部と外周部と
の厚さにほとんど差がなく、均一な厚さで形成できるこ
とがわかる。また、比較例Ｃではセラミックスの端面中
央部と外周部のめっき層の厚さにかなりの差が有ること
がわかる。さらに、ガス放出量は本発明例のＢ（Ni−Ｂ
めっき層）が大変少ないことがわかる。 According to this table, it is understood that in each of Inventive Examples A and B, the plating layer formed on the ceramics can be formed with a uniform thickness with almost no difference in the thickness between the central portion and the outer peripheral portion of the end face. Further, in Comparative Example C, it can be seen that there is a considerable difference in the thickness of the plating layer between the central portion of the end face and the outer peripheral portion of the ceramic. Further, the amount of gas released is B (Ni-B) of the present invention.
It can be seen that the plating layer) is very small.
［発明の効果］ 以上説明したように本発明のめっきを施したセラミッ
クス部品によれば、セラミックスにおけるめっき層形成
部の形状や面積に制約されることなく均一な厚さのめっ
き層が形成され、このめっき層に金属部品を均一な強度
でろう付けにより接合することができる。特に本発明の
セラミックス部品は無電界めっきを施す場合に効果的で
あり、また本発明はめっき層に金属部品をろうづけする
セラミックス部品や封着部品として使用するセラミック
ス部品に適用すると効果的である。[Effects of the Invention] As described above, according to the plated ceramic component of the present invention, a plating layer having a uniform thickness is formed without being restricted by the shape and area of the plating layer forming portion of the ceramic. Metal parts can be joined to the plating layer with uniform strength by brazing. In particular, the ceramic component of the present invention is effective when electroless plating is applied, and the present invention is effective when applied to a ceramic component for brazing a metal component to a plating layer or a ceramic component used as a sealing component. .
第１図および第２図はマグネトロンのステムを示す断面
図および平面図である。 １……セラミックス、４……リード、５……金属筒。1 and 2 are a sectional view and a plan view showing a stem of a magnetron. 1 ... Ceramics, 4 ... Lead, 5 ... Metal cylinder.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 忠 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株式会社東芝横浜事業所内 (56)参考文献 特開 昭62−78179（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−57371（ＪＰ，Ａ) 特開 昭48−75427（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−92598（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−89482（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−219085（ＪＰ，Ａ) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Tadashi Suzuki 8 Shinsita-cho, Isogo-ku, Yokohama, Kanagawa Prefecture Toshiba Corporation Yokohama Works (56) References JP-A-62-78179 (JP, A) JP-A-49 -57371 (JP, A) JP-A-48-75427 (JP, A) JP-A-59-92598 (JP, A) JP-A-63-89482 (JP, A) JP-A 1-219085 (JP, A) )
Claims (3)
に形成されたメタライズ層と、このメタライズ層の表面
にニッケルに対するボロンの重量割合が0.1〜2.0％であ
るニッケル−ボロンよりなる無電解めっきにより形成さ
れためっき層とからなることを特徴とするめっきを施し
たセラミックス部品。1. A ceramic, a metallized layer formed on the surface of the ceramic, and electroless plating of nickel-boron having a weight ratio of boron to nickel of 0.1 to 2.0% on the surface of the metallized layer. A plated ceramic part characterized by comprising a plated layer.
ある請求項１記載のめっきを施したセラミックス部品。2. The plated ceramic part according to claim 1, which is for brazing a metal part to the plated layer.
たは２記載のめっきを施したセラミックス部品。3. The plated ceramic component according to claim 1, which is used for a sealed component.
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|---|---|---|---|
| JP63048562A JP2672550B2 (en) | 1988-03-03 | 1988-03-03 | Plated ceramic parts |
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| JPH01224288A JPH01224288A (en) | 1989-09-07 |
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-
1988
- 1988-03-03 JP JP63048562A patent/JP2672550B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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