JP2823222B2 - マイクロストリップ線路サーキット - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、銅とセラミックとの直接接合の改良に係
り、特に銅層を含む積層複合金属とセラミックとの接合
構造を用いたマイクロストリップ線路サーキュレータに
関する。

（従来の技術） 一般に、銅等の金属にセラミックを接合しようとする
場合には、まず、セラミックにその金属の粉末を焼結さ
せ、その焼結面にその金属を銀ろうあるいははんだ等に
より接合させている。

また、最近は銅とセラミックを接合するのに、銅にセ
ラミックを密着させた状態で、直接接合することも行わ
れるようになった。

即ち、密着状態の銅とセラミックを、適度な酸素濃度
を有する不活性ガス（例えば窒素ガス等）中で加熱し、
銅の表面とその雰囲気中の酸素及びセラミック中の酵素
との結合により酸化銅を形成させ、引続き酸化銅の溶融
温度程度に保つことにより、銅の表面だけ活性化され、
銅とセラミックとが直接接合されるものである。

この直接接合によれば、セラミックに金属粉末を焼結
させる工程が省略できるとともに、銀ろうやはんだ等の
他の金属による接合材層を介在させることがないので、
セラミックから銅への熱伝導特性が改善される。このこ
とから、第２図に示すような、銅１とセラミック２との
直接接合構造は半導体チップのキャリア基板やマイクロ
波集積回路基板として使用されている。

しかしながら、第２図に示す構造では、銅１は、元来
曲げ等の機械的強度が弱い上に、接合過程で1000℃以上
の温度により焼鈍されると、より一層機械的な強度が低
下し、基板構造体としての使用上に問題があった。

そこで、従来は第３図に示すように、銅１とセラミッ
ク２との直接接合後に、機械的強度の補強用として、異
種の他の金属３板を銀ろうやはんだ、あるいは導電性接
着剤４等により接合させていた。銅１と他の金属３との
接合のため銀ろう付けやはんだ付けという新たな製造工
程を必要とし、再度高温炉に入れたり、接合に使用され
るフラックスの処理等後工程を必要とする等製造が面倒
であった。

また、第２図ないし第３図に示す接合構造体におい
て、セラミック２にフェライトを使用し、マイクロスト
リップ線路サーキュレータでの接地導体として用いてい
たが、同様に製造工程が複雑化するという理由で、改善
が要望されていた。

（発明が解決しようとする課題） 従来、銅とセラミックとの接合において、機械的強度
を補強するため、接合後に新たに他の金属補強材を接合
させるので、その接合に際しては、銀ろう付けやはんだ
付け等の接合材を使用した別工程が加わることになり、
製造工程が複雑化するという欠点があった。

そこで、本発明は、簡単な工程により、機械的強度を
も満足させ得る銅とセラミックとの接合構造を使用し
て、製造容易なマイクロストリップ線路サーキュレータ
を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、マイクロストリップ線路サーキュレータに
おいて、２つの銅層間に磁性体金属を介挿して形成され
た接地導体と、この接地導体の前記銅層の他方の面に直
接接合されたフェライトと、このフェライトの他方の面
上に配置した中心導体及び磁石とから構成されたことを
特徴とする。

（作用） 本発明は、マイクロストリップ線路サーキュレータに
おいて、予め２つの銅層間に磁性体金属を介在させて接
地導体を形成した後、フェライトからなるセラミックを
直接接合させ、そのフェライトの上に中心導体及び磁石
を配置させたものである。

接地導体は金属積層体の構成の１つで、この接地導体
にフェライトを直接接合させる工程の中で容易に製造可
能である。また、他の金属を選択し、例えば磁性体金属
を選択することにより、接地効果と同時にシールド効果
をも併せ持つと同時に、機械的強度の保証された基板を
持つサーキュレータを提供できるものである。

（実施例） 以下、この発明による実施例を図面を参照し、詳細に
説明する。なお、第２図ないし第３図に示したものと同
一構成には同一符号を付し、詳細な説明は省略する。

第１図は本発明によるマイクロストリップ線路サーキ
ュレータを示す斜視図である。

まず、２つの銅層1a、1b間に鉄等の磁性体金属3aを挟
み高温高圧下のもとで直接接合され、接地導体5aとして
の積層複合金属５が構成される。磁性体金属3aには鉄の
他にニッケルあるいはコバール（Covar）等を使用する
こともできる。

接地導体5aの一方の銅層1a面には、以下に説明する手
段で、セラミックの１種であるフェライト2aが直接接合
され、フェライト2aの表面には従来と同様に、中心導体
６及び磁石７が載置され、マイクロストリップ線路サー
キュレータが構成される。

銅1a、1bと鉄等の磁性体金属3aとは予め高温高圧のも
とで圧着接合されて積層複合金属５が形成されている。
磁性体金属3aは、鉄のように銅1a、1bの熱膨張率と略等
しい金属であることが望ましい。熱膨張率が等しい磁性
体金属3aを選択することは、積層複合金属５を形成する
ときはもとより、後の銅1a、1bとセラミックの１種であ
るフェライト2aとの直接接合に際しても、高温下のもと
で銅1a、1bと磁性体金属3aとの間で反り等が生じること
が少なく良好な接合体を得ることがきる。

この圧着接合して得られた積層複合金属５は、適度な
酸素濃度を有する高温加熱の不活性ガスの雰囲気中で、
セラミックの１種であるフェライト2aと直接接合が行わ
れる。直接接合は前述のように、雰囲気中の酸素及びセ
ラミックを１種であるフェライト中の酸素により銅1aの
表面が酸化され、その酸化銅の溶融温度付近の高温維持
により、銅1aの表面が活性化されて行われる。なお、酸
化銅は銅自体よりも若干低い温度で溶融される。

このように、この発明による接合構造によれば、銅1
a、1b層が予め磁性体金属3aと積層複合されているの
で、機械的強度が保持され、またその積層複合金属５は
高温圧着等により、セラミックの１種であるフェライト
2aと銅1a、1bとの直接接合工程の前処理工程で容易に形
成できるものである。さらに、セラミックの１種である
フェライト2aがこの積層複合金属５の銅1a、1b層と直接
接合され、従来のような、銀ろう層やはんだ層を介さな
いので、良好な熱伝導が保証されるものである。

なお、鉄等の磁性体金属3aは通常十分な機械的強度を
持つので、銅1a層は少なくともフェライト2a等を直接接
合できる程度の厚さであればよい。

接地導体5aが第１図に示すように構成され、この磁性
体金属3aを銅層1a、1b間に介在させたことからいわゆる
サンドイッチ構造となり、反りが少なくまた必要な機械
的強度が得られるとともに、磁性体による磁石７に対す
る整磁作用及びシールド作用を併せ持つ良好なサーキュ
レータが得られる。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、銅とセラミックの
一種であるフェライトとの直接接合に際し、予め銅と磁
性体金属との積層複合金属を形成したものを使用した結
果、簡単な製造工程により、必要な機械的強度を保持す
る接合構造が得られるとともに、これをマイクロストリ
ップ線路サーキュレータに適用して、更にその電気的特
性の向上が図られ、実用に際して、大きな効果が得られ
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による銅層を含む積層複合金属とセラミ
ックとの接合構造を用いたマイクロストリップ線路サー
キュレータの一実施例を示す斜視図、第２図は従来の銅
とセラミックとの接合構造を示す斜視図、第３図は同じ
く従来の銅とセラミックとの接合構造に更に他の金属を
接合した状態を示す斜視図である。 １、1a、1b……銅 ２……セラミック 2a……フェライト ３……他の金属 3a……磁性体金属 ４……接合材 ５……積層複合金属 5a……接地導体 ６……中心導体 ７……磁石

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】２つの銅層間に磁性体金属を介挿して形成
   された接地導体と、この接地導体の前記銅層の他方の面
   に直接接合されたフェライトと、このフェライトの他方
   の面上に配置した中心導体及び磁石とから構成されたこ
   とを特徴とするマイクロストリップ線路サーキュレー
   タ。