JP4500065B2 - Joining method of alumina member and copper electrode, and joined body of alumina member and copper electrode - Google Patents
Joining method of alumina member and copper electrode, and joined body of alumina member and copper electrode Download PDFInfo
- Publication number
- JP4500065B2 JP4500065B2 JP2004042941A JP2004042941A JP4500065B2 JP 4500065 B2 JP4500065 B2 JP 4500065B2 JP 2004042941 A JP2004042941 A JP 2004042941A JP 2004042941 A JP2004042941 A JP 2004042941A JP 4500065 B2 JP4500065 B2 JP 4500065B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- copper
- alumina member
- electrode
- joined
- copper electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000010949 copper Substances 0.000 title claims description 106
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 title claims description 105
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 102
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 95
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 29
- 238000005304 joining Methods 0.000 title claims description 21
- 238000005219 brazing Methods 0.000 claims description 29
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 28
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 27
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 9
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 8
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 8
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims description 7
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 5
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical compound [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 11
- 239000003518 caustics Substances 0.000 description 10
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 7
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 7
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 7
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 7
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 6
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000005751 Copper oxide Substances 0.000 description 5
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910000431 copper oxide Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 4
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 4
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- -1 copper aluminate Chemical class 0.000 description 2
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 229920005822 acrylic binder Polymers 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 150000001879 copper Chemical class 0.000 description 1
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000002075 main ingredient Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 210000002381 plasma Anatomy 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
- 239000004034 viscosity adjusting agent Substances 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
- Lasers (AREA)
Description
本発明は、高純度アルミナ部材と銅電極との接合方法、および高純度アルミナ部材と銅電極との接合体に関するものである。
The present invention relates to conjugates of the bonding method, and high-purity alumina member and the copper electrode of the high purity alumina member and the copper electrode.
いわゆるDBC法(Direct Bonding
Copper)法は、銅をセラミックスへと接合する方法として公知であり、例えば特許文献1、特許文献2に記載されている。この方法では、例えばアルミナ基板上にタフピッチ銅を直接に載せ、不活性雰囲気中で、タフピッチ銅とアルミナ基板を接触させた状態で、1065℃(銅の共晶温度)〜1083℃(銅の溶解温度)で加熱する。これによって、アルミナと銅との接合界面に酸化銅相とアルミン酸銅相の共晶液相が生成する。この共晶液相によってアルミナ部材の表面を濡らした後、酸化銅相およびアルミン酸銅相を冷却し、固化させることにより、アルミナ部材と銅部材とを接合する。
The so-called DBC method (Direct Bonding
Copper) method is known as a method for bonding copper to ceramics, and is described in, for example,
しかし、この方法には以下の限界がある。まず、タフピッチ銅に対して、銅の共晶温度以上で加熱処理を行う必要がある。このため、アルミナ基板やタフピッチ銅が平板状でないと、全面にわたり接触させることが難しいので、実際上は平板状のものしか適用されていない。このため、例えば円筒状のセラミックス(アルミナ)部材に、板状あるいは丸棒状の銅部材を接合する際、形状的に接合時に両者の接触を良好にすることが難しく、また、接合面積も大きくとれない場合があり、十分な接合強度を得ることが困難であった。 However, this method has the following limitations. First, it is necessary to heat-treat to tough pitch copper at or above the eutectic temperature of copper. For this reason, if the alumina substrate or tough pitch copper is not flat, it is difficult to make contact over the entire surface, so only a flat plate is actually applied. For this reason, for example, when a plate-like or round bar-like copper member is joined to a cylindrical ceramic (alumina) member, it is difficult to improve the contact between the two in terms of shape and the joining area can be increased. In some cases, it was difficult to obtain sufficient bonding strength.
これに加えて、アルミナ部材の純度が例えば96重量%程度であれば、アルミナ部材と銅部材との間に共晶液相が生成しやすく、これによって高い接合力が得られやすい。しかし、本発明者が検討したところでは、純度99.5重量%以上の高純度アルミナ部材の場合には、上記の方法では、高い接合力をもって高純度アルミナ部材と銅部材とを接合することは困難な場合があることが分かった。これは、アルミナ部材が高純度であることから、接合界面における共晶液相の生成が抑制されるためと考えられた。 In addition to this, when the purity of the alumina member is, for example, about 96% by weight, a eutectic liquid phase is likely to be generated between the alumina member and the copper member, whereby a high bonding force is easily obtained. However, according to the present inventors, in the case of a high-purity alumina member having a purity of 99.5% by weight or more, the above method can join the high-purity alumina member and the copper member with a high bonding force. It turned out that it might be difficult. This was thought to be due to the fact that the alumina member has a high purity, so that the formation of the eutectic liquid phase at the bonding interface is suppressed.
このため、本発明者は、銀系活性ろう材によって、高純度アルミナ部材と銅部材とを接合することも検討した。しかし、このようなろう材はフッ素系腐食性ガス等の腐食性物質に弱く、雰囲気の汚染を発生しやすい。特に銅部材を銅電極として使用する場合には、こうした雰囲気の汚染は問題になる。 For this reason, this inventor also examined joining a high purity alumina member and a copper member with a silver type active brazing material. However, such a brazing material is vulnerable to corrosive substances such as a fluorine-based corrosive gas, and easily causes contamination of the atmosphere. In particular, when a copper member is used as a copper electrode, such contamination of the atmosphere becomes a problem.
本発明の課題は、高純度アルミナ部材と銅部材とを接合する新たな方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a new method for joining a high-purity alumina member and a copper member.
また、本発明の課題は、高純度アルミナ部材と銅部材とを接合することによって、フッ素系腐食性ガスのような腐食性物質による腐食に強い接合体を得ることである。 Another object of the present invention is to obtain a bonded body that is resistant to corrosion by a corrosive substance such as a fluorine-based corrosive gas by bonding a high-purity alumina member and a copper member.
本発明は、
純度99.5重量%以上のアルミナ部材と、酸素含有量が100ppm以下であり、銅の純度が99.9重量%以上である銅電極との接合方法であって、
アルミナ部材と前記銅電極との間に、下記の組成を有するペースト状のろう材を介在させ、不活性雰囲気中または真空下で1000℃以上,1083℃以下で加熱処理することによって、アルミナ部材と銅電極とを接合する接合工程
を有することを特徴とする、アルミナ部材と銅電極との接合方法に係るものである。
CuO: 95.0〜99.5重量%
Ti: 0.5〜5.0重量%
The present invention
A joining method of an alumina member having a purity of 99.5% by weight or more and a copper electrode having an oxygen content of 100 ppm or less and a copper purity of 99.9% by weight or more,
A paste-like brazing material having the following composition is interposed between the alumina member and the copper electrode, and heat treatment is performed at 1000 ° C. or more and 1083 ° C. or less in an inert atmosphere or under vacuum, characterized by having a bonding step of bonding the copper electrode, it relates to a method of joining the alumina member and the copper electrode.
CuO: 95.0 to 99.5% by weight
Ti: 0.5 to 5.0% by weight
また、本発明は、純度99.5重量%以上の管状アルミナ部材と、酸素含有量が100ppm以下であり、銅の純度が99.9重量%以上である銅電極との接合体であって、
銅電極がアルミナ部材の内周面または外周面に接合されており、アルミナ部材と銅電極とが、下記の組成を有するろう材によって接合されていることを特徴とする。
CuO:95.0〜99.5重量%
Ti:0.5〜5.0重量%
Further, the present invention is a joined body of a tubular alumina member having a purity of 99.5% by weight or more and a copper electrode having an oxygen content of 100 ppm or less and a copper purity of 99.9% by weight or more,
The copper electrode is joined to the inner peripheral surface or the outer peripheral surface of the alumina member, and the alumina member and the copper electrode are joined by a brazing material having the following composition.
CuO: 95.0 to 99.5% by weight
Ti: 0.5 to 5.0% by weight
本発明者は、高純度アルミナ部材と銅電極との間に、前記組成のろう材を介在させ、不活性雰囲気中または真空下で加熱処理することで接合できることを見いだした。このろう材は、酸化銅および/または銅を主成分とするものである。これによって、高純度アルミナと銅との実用的な接合方法が提供された。また、本発明方法では、接合部が曲面である高純度アルミナ部材と銅電極とを確実に接合することができるようになった。これによって、高純度アルミナ部材や銅電極の形状による制約がなくなり、例えば管状の高純度アルミナ部材を接合することが可能となった。
The present inventor has found that a high purity alumina member and a copper electrode can be joined by interposing a brazing material having the above composition and heat-treating in an inert atmosphere or under vacuum. This brazing material is mainly composed of copper oxide and / or copper. This provided a practical method for joining high purity alumina and copper. Further, according to the method of the present invention, the high-purity alumina member having a curved surface and the copper electrode can be reliably bonded. As a result, there are no restrictions due to the shape of the high-purity alumina member or the copper electrode , and for example, a tubular high-purity alumina member can be joined.
更に、この方法によって得られた接合体は、接合界面における耐腐食性に劣る物質量が少なく、フッ素系腐食性ガスのような腐食性物質による腐食に強いものである。 Furthermore, the joined body obtained by this method has a small amount of material having inferior corrosion resistance at the joint interface, and is resistant to corrosion by corrosive substances such as fluorine-based corrosive gases.
以下、図面を参照しつつ、本発明を詳細に説明する。
例えば図1(a)に示すように、高純度アルミナ部材1の接合面1aと銅部材4との間にろう材6を介在させ,積層する。次いで、不活性ガス雰囲気中または真空下で加熱処理することによって、図1(b)に示すように、高純度アルミナ部材1と銅部材4とを接合することに成功した。6Aは接合層であり、8Aは接合体である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
For example, as shown in FIG. 1A, a brazing material 6 is interposed between the joining
このろう材の組成は、以下のとおりである。
CuO:95.0〜99.5重量%
Ti:0.5〜5.0重量%
The composition of this brazing material is as follows.
CuO: 95.0 to 99.5 % by weight
Ti: 0.5 to 5.0% by weight
ろう材において、CuOの含有量が95.0重量%未満であると、接合体の耐蝕性が低下する。この観点からは、CuOの含有量を95.0重量%以上とする。
In the brazing material, if the CuO content is less than 95.0% by weight, the corrosion resistance of the joined body is lowered. From this viewpoint, the CuO content is set to 95.0% by weight or more.
ろう材は、実質的にCuを含有していないので、ろう材におけるCuOの含有量は95.0〜99.5重量%である。
Brazing material does not contain substantially Cu, the content of CuO in the brazing material is 95.0 to 99.5 wt%.
ろう材におけるチタン成分の含有量は0.5重量%以上である。ただし、チタン成分の含有量が5.0重量%を超えると、接合体の接合部分の耐蝕性が低下するので、チタン成分の含有量は5.0重量%以下とする。
The content of the titanium component definitive the brazing material is 0.5 wt% or more. However, if the content of the titanium component exceeds 5.0% by weight, the corrosion resistance of the joined portion of the joined body is lowered, so the content of the titanium component is 5.0% by weight or less.
なお、ろう材には、酸化銅、銅、チタン以外の成分が含有されていてもよい。しかし、このような成分の比率は、耐蝕性の観点からは、5.0重量%以下が好ましく、0.5重量%以下が更に好ましく、実質的に含有されていないことが特に好ましい。このような他の成分としては、Al、Niを例示できる。 The brazing material may contain components other than copper oxide, copper, and titanium. However, the proportion of such components is preferably 5.0% by weight or less, more preferably 0.5% by weight or less, and particularly preferably not substantially contained from the viewpoint of corrosion resistance. Examples of such other components include Al and Ni.
ろう材はペースト状物である。ペースト状にすることで、曲面に確実にろう材を塗布等の方法で配置することができ、形状追従性に優れる。このペースト状物内には、酸化銅、チタンの他に、ろう材として公知の各種の分散剤、バインダー、粘度調整剤等の添加剤を添加することができる。
このようなペースト作成方法として以下を例示できる。
ペーストを作成するには原料粉末にアクリル系バインダーを主成分とするビヒクル(ペースト作成のときの分散剤、バインダー、希釈剤などを混合した溶液)を添加し、乳鉢、三本ロール等により混練しペーストとする。
The brazing material is a paste. By making it into a paste form, the brazing material can be reliably disposed on the curved surface by a method such as coating, and the shape followability is excellent. In addition to copper oxide and titanium, additives such as various dispersants, binders, and viscosity modifiers known as brazing materials can be added to the paste.
The following can be illustrated as such a paste preparation method.
To make a paste, add a vehicle containing acrylic binder as the main ingredient (solution mixed with dispersant, binder, diluent, etc. when making the paste) to the raw material powder, and knead with a mortar, three rolls, etc. Use paste.
加熱処理時の温度は,接合強度を向上させるという観点からは、1000℃以上であり、1030℃以上であることが更に好ましく、1050℃以上であることが最も好ましい。また、加熱温度は銅の融点以下であることが好ましく、従って1083℃以下である。
Temperature during the heat treatment, from the viewpoint of improving the bonding strength state, and are 1000 ° C. or higher, further preferably 1030 ° C. or more, and most preferably 1050 ° C. or higher. The heating temperature is preferably, therefore 1083 ° C. or less is not more than the melting point of copper.
本発明では、銅部材の酸素含有量が100ppm以下であり、銅の純度が99.9重量%以上であり、例えばいわゆる無酸素銅である。 In this invention, the oxygen content of a copper member is 100 ppm or less, and the purity of copper is 99.9 weight% or more, for example, it is what is called an oxygen-free copper.
本発明の接合体では、銅電極は、高純度アルミナ部材に対して接合されていることから、電極からの電力供給が安定している。更に、腐食性物質に対する耐久性が高く、腐食性物質に対して暴露される環境下で長期間使用しても、絶縁破壊が起こりにくい。 In the joined body of the present invention, since the copper electrode is joined to the high-purity alumina member, power supply from the electrode is stable. Furthermore, it has high durability against corrosive substances, and even when used for a long time in an environment exposed to corrosive substances, dielectric breakdown is unlikely to occur.
好適な実施形態においては、本発明の接合体は、腐食性物質に対して暴露されるべきものである。こうした腐食性物質としては、塩素系腐食性ガス、フッ素系腐食性ガスのようなハロゲン系腐食性ガスの他、酸、アルカリを例示できる。また、フッ素系腐食性ガスとしては、KrF、ArF、F2等のガスおよびそのプラズマを例示できる。 In a preferred embodiment, the joined body of the present invention should be exposed to corrosive substances. Examples of such corrosive substances include acids and alkalis in addition to halogen-based corrosive gases such as chlorine-based corrosive gases and fluorine-based corrosive gases. In addition, examples of the fluorine-based corrosive gas include KrF, ArF, and F 2 gases and plasmas thereof.
本発明の接合方法においては、接合工程において、高純度アルミナ部材と銅部材との接触を良好にするため、加圧することも可能であるが、加圧は必ずしも必要ない。この結果、高純度アルミナ部材や銅部材が、加圧が困難または不可能な形状であっても、両者を強固に接合することが可能になった。この点でも、本発明は産業上きわめて有用なものである。 In the joining method of the present invention, in order to improve the contact between the high-purity alumina member and the copper member in the joining step, it is possible to apply pressure, but pressurization is not always necessary. As a result, even if the high-purity alumina member or the copper member has a shape in which pressurization is difficult or impossible, it is possible to firmly bond both of them. Also in this respect, the present invention is extremely useful industrially.
従って、高純度アルミナ部材や銅部材の形状は特に限定されず、平板状の他、波板状、湾曲板状であってよい。また、管状(チューブ状)やその他の湾曲面を有する形状であってよい。 Therefore, the shape of the high purity alumina member or the copper member is not particularly limited, and may be a corrugated plate shape or a curved plate shape in addition to a flat plate shape. Moreover, the shape which has a tubular shape (tube shape) and another curved surface may be sufficient.
特に好適な実施形態においては、高純度アルミナ部材と銅部材との一方が管状であり、他方が、管状部材の外周面および/または内周面に接合されている。図2、図3、図4は、この実施形態に係るものである。 In a particularly preferred embodiment, one of the high-purity alumina member and the copper member is tubular, and the other is joined to the outer peripheral surface and / or the inner peripheral surface of the tubular member. 2, 3 and 4 relate to this embodiment.
図2(a)、(b)の接合体8Bにおいては、管状の高純度アルミナ部材1Aの内周面1bに対して、断面円弧状の細長い銅部材4Aが接合されている。7は高純度アルミナ部材1Aの内部空間であり、1aは外周面である。高純度アルミナ部材1Aと銅部材4Aとの接合方法は前述した。
In the joined
図3(a)、(b)の接合体8Cにおいては、管状の高純度アルミナ部材1Aの内周面1bに対して、細長い円柱形状の銅部材4Bの外周面4aが接合されている。高純度アルミナ部材1Aと銅部材4Bとの接合方法は前述した。
In the joined
図4(a)、(b)の接合体8Dにおいては、管状の高純度アルミナ部材1Aの外周面1aに対して、細長い断面円弧状の銅部材4Cの内周面4aが接合されている。
In the joined
本発明の接合体を銅電極と高純度アルミナ部材との接合体に適用できる。このような接合体は、以下の点が優れている。即ち、銅電極を接合している高純度アルミナ部材は、絶縁耐久性が高く、長時間使用しても絶縁破壊が起こりにくい。また、銅電極とアルミナ部材とが接合されていることから、電極からの電力供給が安定している。更に、このような接合体は、腐食性物質に対する耐久性が高く、腐食性物質に対して暴露される環境下で長期間使用しても、絶縁破壊が起こりにくい。 The joined body of the present invention can be applied to a joined body of a copper electrode and a high-purity alumina member. Such a bonded body is excellent in the following points. That is, the high-purity alumina member joined with the copper electrode has high insulation durability, and dielectric breakdown does not easily occur even when used for a long time. Moreover, since the copper electrode and the alumina member are joined, the power supply from the electrode is stable. Furthermore, such a joined body has high durability against corrosive substances, and even when used for a long time in an environment exposed to corrosive substances, dielectric breakdown does not easily occur.
本発明の銅電極は、エキシマレーザー装置用の電極装置、特にコロナ放電電極として好適に利用できる。以下、この実施形態について説明する。 The copper electrode of the present invention can be suitably used as an electrode device for an excimer laser device, particularly as a corona discharge electrode. Hereinafter, this embodiment will be described.
図5(a)は、従来の電極20を概略的に示す断面図であり、図5(b)は、この電極装置の要部を示す断面図である。
FIG. 5A is a cross-sectional view schematically showing a
エキシマレーザー発振器においては、希ガスとハロゲン化物との混合ガスを陽極と陰極との間に供給し、パルス電圧を加える。この際、電極装置から遠紫外線光子を発生させる。このとき、筒状の高純度アルミナ部材14を使用した電極装置を用いる。図5においては、筒状の高純度アルミナ部材14を押さえ部材10によって定位置に固定する。そして、高純度アルミナ部材14の外周面14bに外側電極12を設置し、外側電極12を押さえ部材11によって所定位置に固定する。これと共に、高純度アルミナ部材14の内部空間に、図5(b)に示すように円柱形状の内側電極13を固定する。ここで、内側電極13の位置決めは、所定個数のスペーサー15によって行う。これによって、内側電極13の外周面13aと高純度アルミナ部材14の内周面14aとの間隔を一定に保持する。外側電極12および内側電極13は銅電極である。
In an excimer laser oscillator, a mixed gas of a rare gas and a halide is supplied between an anode and a cathode, and a pulse voltage is applied. At this time, deep ultraviolet photons are generated from the electrode device. At this time, an electrode device using a cylindrical high-
以上のように、高純度アルミナ部材14、外側電極12、内側電極13をそれぞれ定位置に固定する。これによって、各部材の相対的位置関係が固定され、電極からの放電状態が安定するはずである。
As described above, the high-
しかし、実際には、外側電極12、内側電極13をそれぞれ定位置に治具によって固定する必要がある。また、内側電極と高純度アルミナ部材との界面が密着しておらず、外側電極と高純度アルミナ部材との密着性も低い。このために、均一なコロナ放電を行わせることが難しく、不均一な放電が生じやすい。このため、高純度アルミナ部材に部分的な損耗が生じ易く、寿命が短い。
However, in practice, it is necessary to fix the
図6(a)は、本発明の接合体8Eを有する電極装置21を概略的に示す断7図であり、図6(b)は接合体8Eの要部断面図である。
FIG. 6A is a sectional view schematically showing an
図6においては、筒状の高純度アルミナ部材14を抑え部材10によって定位置に固定する。そして、高純度アルミナ部材14の外周面14bに外側電極12を接合する。これと共に、高純度アルミナ部材14の内部空間に、図6(b)に示すように円柱形状の内側電極13を接合する。外側電極12および内側電極13は銅電極である。
In FIG. 6, the cylindrical high-
このような電極装置によれば、外側電極12、内側電極13を治具によって固定する必要がない。また、内側電極と高純度アルミナ部材との界面、外側電極と高純度アルミナ部材との界面における密着性が高い。更に、内側電極13の外周面13a、高純度アルミナ部材14の内周面14a、および外側電極12の位置関係が一定に保持される。このために、均一なコロナ放電を行わせることができ、不均一な放電が生じにくい。このため、高純度アルミナ部材に部分的な損耗が生じ易にくく、寿命が延びる。
According to such an electrode device, it is not necessary to fix the
高純度アルミナの種類は限定されない。しかし、透光性アルミナが特に好ましい。透光性アルミナとは、可視光(600(nm))領域で全光線透過率が80%以上のアルミナである。透光性アルミナは、特に好ましくは、純度99.9%の高純度アルミナに、焼結中の粒径のコントロールのための添加剤を加えて原料とし、この原料を用いて機械的プレスやコールドアイソスタティックプレス、押出技術等によって成形体を作製し、この成形体を脱脂し、脱脂体を水素雰囲気中で、1700〜1900℃で焼成したものである。焼成体は均一な六方晶の粒子からなる。 The kind of high purity alumina is not limited. However, translucent alumina is particularly preferred. Translucent alumina is alumina having a total light transmittance of 80% or more in the visible light (600 (nm)) region. The light-transmitting alumina is particularly preferably a high-purity alumina having a purity of 99.9%, which is used as a raw material by adding an additive for controlling the particle size during sintering. A molded body is produced by an isostatic press, an extrusion technique, etc., the molded body is degreased, and the degreased body is fired at 1700 to 1900 ° C. in a hydrogen atmosphere. The fired body is composed of uniform hexagonal grains.
(実施例1)
前述の手順に従い、図2(a)、(b)に示す接合体8Bを製造した。純度99.9%の透光性アルミナセラミックチューブ1A(外径14mm、内径10mm、全長800mm)を準備した。また、無酸素銅からなる銅部材4Aを準備した。この銅部材4Aの酸素含有量は10ppm以下であり、銅の純度は99.96重量%である。銅部材4Aの外径は9.8mmであり、厚さは0.3mmであり、長さは800mmである。銅部材4Aをチューブ1Aの内部に挿入した。
Example 1
A joined
ろう材のペーストを銅部材4Aの外周面4aに塗布して塗膜を形成し、塗膜をチューブ1Aの内周面1aに接触させた。ろう材の組成は、CuO:99.5重量%、Ti:0.5重量%であった。次いで、チューブを真空炉内に収容し、10Torr以下の圧力下で、最高温度1075℃、最高温度での保持時間5〜10分間の条件で接合し、接合体8Bを得た。得られた接合体8Bは、熱膨張差による接合界面のクラックはなく、密着性もよく、接合状態が良好であった。
A paste of brazing material was applied to the outer
(実施例2)
実施例1と同様の手順に従い、図3(a)、(b)に示す接合体8Cを製造した。高純度アルミナ部材1Aは、実施例1と同様である。また、無酸素銅からなる円柱状の銅部材4Bを準備した。この銅部材4Bの酸素含有量は10ppm以下であり、銅の純度は99.96重量%である。銅部材4Bの外径は9.5mmであり、長さは820mmである。ろう材のペーストを銅部材4Aの外周面4aに塗布して塗膜を形成し、塗膜をチューブ1Aの内周面1aに接触させた。ろう材の組成は、CuO:99.5重量%、Ti:0.5重量%であった。次いで、チューブ1Aを真空炉内に収容し、10Torr以下の圧力下で、最高温度1075℃、最高温度での保持時間5〜10分間の条件で接合し、接合体8Bを得た。得られた接合体は、熱膨張差による接合界面のクラックはなく、密着性もよく、接合状態が良好であった。
(Example 2)
A joined
(実施例3)
実施例1と同様の手順に従い、図4(a)、(b)に示す接合体8Dを製造した。ただし、高純度アルミナ部材1Aは、実施例1と同様である。また、無酸素銅からなる断面円弧状の銅部材4Cを準備した。この銅部材4Cの酸素含有量は10ppm以下であり、銅の純度は99.96重量%である。銅部材4Cの内径は14mmであり、厚さは0.5mmであり、長さは800mmである。
(Example 3)
Following the same procedure as in Example 1, a joined
チューブ1Aの外周面1aにろう材ペーストを塗布して塗膜を形成した。ろう材の組成は、CuO:99.5重量%、Ti:0.5重量%であった。塗膜上に銅部材4Cの内周面4aを接触させた。次いで、チューブ1Aを真空炉内に収容し、10Torr以下の圧力下で、最高温度1075℃、最高温度での保持時間5〜10分間の条件で接合し、接合体8Dを得た。得られた接合体は、熱膨張差による接合界面のクラックはなく、密着性もよく、接合状態が良好であった。
A brazing material paste was applied to the outer
実施例1〜3の各接合体を使用し、エキシマレーザー発振器用の電極(図6参照)を製造した。この結果、腐食性ガス環境下において長期間にわたって損耗が少なく、良好な放電状態を維持できるものであった。 Each joined body of Examples 1 to 3 was used to manufacture an excimer laser oscillator electrode (see FIG. 6). As a result, there was little wear over a long period of time in a corrosive gas environment, and a good discharge state could be maintained.
(比較例1)
実施例1において前記ろう材を使用しなかった。他は実施例1と同じ条件で接合を試みたが、接合しなかった。
(Comparative Example 1)
In Example 1, the brazing material was not used. Others tried joining on the same conditions as Example 1, but did not join.
(比較例2)
実施例2において前記ろう材を使用しなかった。他は実施例2と同じ条件で接合を試みたが、接合しなかった。
(Comparative Example 2)
In Example 2, the brazing material was not used. Others tried joining on the same conditions as Example 2, but did not join.
(比較例3)
実施例3において前記ろう材を使用しなかった。他は実施例3と同じ条件で接合を試みたが、接合しなかった。
(Comparative Example 3)
In Example 3, the brazing material was not used. Others tried joining on the same conditions as Example 3, but did not join.
以上述べたように、本発明によれば、高純度アルミナ部材と銅部材とを接合する新たな方法を提供できる。また、高純度アルミナ部材と銅部材とを、高い圧力を加える必要性なしに接合することができ、これによって高純度アルミナ部材や銅部材の形状による制約を少なくできる。更に、高純度アルミナ部材と銅部材とを接合することによって、フッ素系腐食性ガスのような腐食性物質による腐食に強い接合体を得ることができる。 As described above, according to the present invention, a new method for joining a high-purity alumina member and a copper member can be provided. Further, the high-purity alumina member and the copper member can be joined without the need to apply a high pressure, thereby reducing restrictions due to the shapes of the high-purity alumina member and the copper member. Furthermore, by joining the high-purity alumina member and the copper member, it is possible to obtain a joined body that is resistant to corrosion by corrosive substances such as fluorine-based corrosive gas.
1、1A、14 高純度アルミナ部材 1a、1b、14a、14b 高純度アルミナ部材の接合面 4、4A、4B、4C、12、13 銅部材 4a、13a 銅部材の接合面 6 ろう材 6A
接合層
8、8A、8B、8C、8D、8E 接合体 21 電極装置
1, 1A, 14 High-
Bonding layer
8, 8A, 8B, 8C, 8D,
Claims (10)
前記アルミナ部材と前記銅電極との間に、下記の組成を有するペースト状のろう材を介在させ、不活性雰囲気中または真空下で1000℃以上,1083℃以下で加熱処理することによって、前記アルミナ部材と前記銅電極とを接合する接合工程
を有することを特徴とする、アルミナ部材と銅電極との接合方法。
CuO: 95.0〜99.5重量%
Ti: 0.5〜5.0重量% A joining method of an alumina member having a purity of 99.5% by weight or more and a copper electrode having an oxygen content of 100 ppm or less and a copper purity of 99.9% by weight or more,
A paste-like brazing material having the following composition is interposed between the alumina member and the copper electrode, and heat treatment is performed at 1000 ° C. or more and 1083 ° C. or less in an inert atmosphere or under vacuum. It characterized by having a bonding step of bonding the a member of copper electrode, method of joining the alumina member and the copper electrode.
CuO: 95.0 to 99.5% by weight
Ti: 0.5 to 5.0% by weight
前記銅電極が前記アルミナ部材の内周面または外周面に接合されており、前記アルミナ部材と前記銅電極とが、下記の組成を有するろう材によって接合されていることを特徴とする、接合体。
CuO:95.0〜99.5重量%
Ti:0.5〜5.0重量% A joined body of a tubular alumina member having a purity of 99.5% by weight or more and a copper electrode having an oxygen content of 100 ppm or less and a copper purity of 99.9% by weight or more,
The said copper electrode is joined to the internal peripheral surface or the outer peripheral surface of the said alumina member , The said alumina member and the said copper electrode are joined by the brazing material which has the following composition, The joined body characterized by the above-mentioned. .
CuO: 95.0 to 99.5% by weight
Ti: 0.5 to 5.0% by weight
The joined body according to any one of claims 6 to 9 , wherein the alumina member is a translucent alumina member.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004042941A JP4500065B2 (en) | 2004-02-19 | 2004-02-19 | Joining method of alumina member and copper electrode, and joined body of alumina member and copper electrode |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004042941A JP4500065B2 (en) | 2004-02-19 | 2004-02-19 | Joining method of alumina member and copper electrode, and joined body of alumina member and copper electrode |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005230858A JP2005230858A (en) | 2005-09-02 |
JP4500065B2 true JP4500065B2 (en) | 2010-07-14 |
Family
ID=35014335
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004042941A Expired - Lifetime JP4500065B2 (en) | 2004-02-19 | 2004-02-19 | Joining method of alumina member and copper electrode, and joined body of alumina member and copper electrode |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4500065B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7036593B2 (en) | 2014-06-25 | 2022-03-15 | シーアール ミネラルズ カンパニー,エルエルシー | Pozzolan composition for cement-based materials containing fly ash and remediation agent |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3002269B1 (en) * | 2014-10-03 | 2019-05-01 | NGK Insulators, Ltd. | Joined body and method for manufacturing the same |
CN107570830B (en) * | 2017-10-17 | 2022-03-01 | 哈尔滨工业大学 | Method for auxiliary brazing of foam copper intermediate layer enhanced by CuO nano structure |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS604154B2 (en) * | 1975-07-30 | 1985-02-01 | ゼネラル・エレクトリツク・カンパニイ | Method for bonding copper components to a ceramic substrate |
JPH04187576A (en) * | 1990-11-19 | 1992-07-06 | Sumitomo Cement Co Ltd | Airtight joining structure of ceramic tube and metal |
JPH04349184A (en) * | 1991-05-22 | 1992-12-03 | Nippon Cement Co Ltd | Method for metallizing ceramics and method for joining ceramics and metal |
JPH05195004A (en) * | 1991-10-22 | 1993-08-03 | Tokin Corp | Powdery metal composition for metallizing and metallized substrate |
JPH09301783A (en) * | 1996-05-14 | 1997-11-25 | Maruwa Ceramic:Kk | Method for directly joining metal and ceramic |
JP2003112980A (en) * | 2001-09-28 | 2003-04-18 | Dowa Mining Co Ltd | Metal-ceramic joined body |
-
2004
- 2004-02-19 JP JP2004042941A patent/JP4500065B2/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS604154B2 (en) * | 1975-07-30 | 1985-02-01 | ゼネラル・エレクトリツク・カンパニイ | Method for bonding copper components to a ceramic substrate |
JPH04187576A (en) * | 1990-11-19 | 1992-07-06 | Sumitomo Cement Co Ltd | Airtight joining structure of ceramic tube and metal |
JPH04349184A (en) * | 1991-05-22 | 1992-12-03 | Nippon Cement Co Ltd | Method for metallizing ceramics and method for joining ceramics and metal |
JPH05195004A (en) * | 1991-10-22 | 1993-08-03 | Tokin Corp | Powdery metal composition for metallizing and metallized substrate |
JPH09301783A (en) * | 1996-05-14 | 1997-11-25 | Maruwa Ceramic:Kk | Method for directly joining metal and ceramic |
JP2003112980A (en) * | 2001-09-28 | 2003-04-18 | Dowa Mining Co Ltd | Metal-ceramic joined body |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7036593B2 (en) | 2014-06-25 | 2022-03-15 | シーアール ミネラルズ カンパニー,エルエルシー | Pozzolan composition for cement-based materials containing fly ash and remediation agent |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2005230858A (en) | 2005-09-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100709544B1 (en) | Joined body and manufacturing method for the same | |
CN1269384C (en) | Ceramic heater | |
JP5142198B2 (en) | Silicon nitride substrate, silicon nitride circuit substrate using the same, and use thereof | |
KR20010099730A (en) | Heating apparatus | |
JP2002293655A (en) | Jointing structure of metal terminal and ceramic member, jointing structure of metal member and ceramic member and jointing material for jointing metal terminal and ceramic member | |
JPWO2011149065A1 (en) | Circuit board and electronic device using the same | |
JP2003055058A (en) | Method of joining ceramic body to copper plate | |
JP2004303818A (en) | Heat spreader module and method for manufacturing the same | |
JP4454527B2 (en) | Arc tube and high pressure discharge lamp | |
JP4500065B2 (en) | Joining method of alumina member and copper electrode, and joined body of alumina member and copper electrode | |
JP4104253B2 (en) | Board integrated structure | |
KR20100050388A (en) | Ceramics member with embedded electric conductor and manufacturing method thereof | |
JP2006283077A (en) | Compound object | |
WO2021200866A1 (en) | Circuit board, joined body, and methods for producing same | |
JPH09283656A (en) | Ceramic circuit board | |
JP3887645B2 (en) | Manufacturing method of ceramic circuit board | |
JPH09249462A (en) | Bonded material, its production and brazing material for ceramic member | |
JP2004107135A (en) | Method of joining high purity alumina and copper, joined body of high purity alumina and copper and joined body of high purity alumina and copper electrode | |
JP5961917B2 (en) | Wafer holder | |
JP2012076937A (en) | Method for manufacturing ceramic-metal joined body, and ceramic-metal joined body | |
JP2003192462A (en) | Silicon nitride circuit board and method of producing the same | |
JP4468338B2 (en) | Manufacturing method of ceramic circuit board | |
JP2003082402A (en) | Setter for sintering hard sintered alloy | |
JP2001019567A (en) | Circuit substrate composite | |
JPH06329480A (en) | Joined body of ceramics and metal and its production |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060825 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20081126 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20081201 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090116 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090828 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20091026 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100406 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100416 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130423 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4500065 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140423 Year of fee payment: 4 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |