JPH01150463A

JPH01150463A - 電子管の真空容器の気密ろう接方法

Info

Publication number: JPH01150463A
Application number: JP30968187A
Authority: JP
Inventors: Takanori Kiyoi; 清井　隆則; Katsuo Saito; 斎藤　勝雄; Kenya Mori; 森　賢也
Original assignee: Toshiba Corp; Tanaka Kikinzoku Kogyo KK
Current assignee: Toshiba Corp; Tanaka Kikinzoku Kogyo KK
Priority date: 1987-12-09
Filing date: 1987-12-09
Publication date: 1989-06-13
Also published as: JPH0431783B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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、ろう接方法およびそれに用いる銀ろう材に
関する。

（従来の技術）例えば電子管の真空容器や電極構体には、多くの場合鉄
又は鉄合金（以下、単に鉄（Ｆｅ）と記す）からなる部
材と、銅又は銅合金（以下、単に鋼（Ｃｕ）と記す）か
らなる部材とを、銀ろう材、例えば７２重ω％の銀（Ａ
ｇ）および２８重量％の銅からなる銀合金ろうで気密ろ
う接した構造がある。従来から、このような電子管の真
空容器や電極溝体なとのろう接に用いる銀ろうには、有
害なガス発生の原因となる不純物を含有しないようにし
ている。

しかしこのようなろう材は、実際の電子管の組立製造過
程で、ろう流れが不十分となり、信頼性の高い気密ろう
接が困難となる傾向がおる。

それを解決する一部は既に実開昭６２−２０７９２号公
報に開示している。これは電子管の一種であるマグネト
ロンの真空容器の製作に適用したものであり、第８図に
示すような構成である。すなわち、同図において符号１
１はマグネトロンの一部を構成する銅製アノードシリン
ダ、１２は銅製のアノードベイン、１３は螺旋状フィラ
メント、１４．１５は鉄製のポールピース、１６は銅製
のアンテナリード、１７．１８は鉄製の容器シリンダ、
１９は鉄製の接続リング、２０はセラミックス製絶縁円
筒、２１は鉄製の出力部円筒、２２はその内側に配置さ
れた銅製の排気管、２３はセラミックス製人力ステム、
２４．２５はモリブデン製のフィラメント支持棒、２６
はセラミックス製のスペーサ、２７．２８は鉄製の陰極
端子金具をあられしている。また、ろう材を使用して気
密ろう接した部分を、符号へで示し、ＴＩＧ溶接による
気密接合部を符号Ｂであられしている。

そこで、気密ろう接部Ａに使用するろう材は、鍜合金ろ
う、例えば銀がおよそ７２＠ｍ％、銅がおよそ２８重伊
％で、ざらにこれに０．０２重■％乃至０．０５重量％
の範囲で燐（Ｐ）を含有させたものである。これを被ろ
う接箇所に配置し、水素炉中で加熱ろう接する。

（発明が解決しようとする問題点）ところで、以上のような従来技術によると、確かにろう
流れが改善されるが、次のような不都合がなお認められ
た。すなわち、ろう接部に燐の吹出し現象が生じやすく
、それによりとくに真空気密性が不完全にやりやすい。

これは、燐の沸点が低いのにろう材中の燐が比較昨冬い
ため、ろう接工程の昇温時に発生する被ろう接部材から
発生プるガスと燐との化合がはげしく生じるためである
と考えられる。とくに鉄製の真空容器部材と銅製部材と
のろう接部においてこの現象が顕著に認められる。その
理由は、鉄製部材にはこの鉄素材の表面醸化を防止する
とともにガス発生を抑ｆｆ１１１するために予め表面に
ニッケルや銅の薄い保護めっき層を被覆しておくのが普
通であるが、このめっき層が十分厚い場合は上述のよう
な現象が比較内生じにくいが、薄いとこの保護層が部分
的に損傷されるとともに燐の突沸現象を誘発するものと
考えられる。そして、燐が２００ｐｐｍ以上というよう
に多いと、燐化ニッケルのような非常に脆い層が接合部
に生成され、熱サイクルの過程でスルーホールが生じた
り、亀裂が発生しやすいことが確認された。

このように、従来公知の技術ではろう接部の十分高い信
頼性が得られていない。

この発明は、以上のような不都合を解消しろう流れが十
分骨られるとともに鉄製部材表面の保護めっき層の損傷
を抑えて信頼性の高いろう接状態が１ｑられるろう接方
法、およびそれに用いる銀ろう材を提供することを目的
とする。

［発明の構成コ（問題点を解決するための手段）この発明は、鉄製部材の表面にニッケルあるいは銅の薄
い液口層を形成し、これと銅製部材とを面合わせした被
ろう接部に、銅の含有ｍよりも多い銀を主成分としこれ
に２０ｐｐｍ以上、２００ｐｐｍ未満の範囲の燐を含有
させた銀ろう材を配置し、このろう材中の銀と銅との共
晶温度以上の温度に加熱してろう接するろう接方法であ
る。そしてろう材は、銅の含有量よりも多い銀を主成分
とし、これに２０ｐｐｍ以上、２００ｐｐｍ未満の範囲
の燐を含有させた鍜ろう材である。

（作用）この発明によれば、鉄製部材に被覆した表面保護被覆層
の損傷を抑えるとともにこの被覆層上への十分なろう流
れが１ｑられ、また燐の吹出し現象がなく、信頼性の高
いろう接状態が得られる。

とくに、銀ろう材がその含有する燐の量の下限が２０ｐ
ｐｍであることにより、鉄製部材に被覆した表面保護被
覆層の局部的な剥離や損傷を防止できるとともにこの被
覆層上への適当なろう流れが得られる。

（実施例）以下図面を参照してこの発明を電子管の真空容器の気密
ろう接部に適用した実施例を説明する。

なお同一部分は同一符号であられす。

まず第１図に示すように、マグネトロンの出力部のアル
ミナセラミックス製絶縁円筒の開口端面にメタライズ層
２０ａを形成しておき、その面上に薄板のリング状ろう
材３１を配置する。このろう材３１の上に、鉄製円筒２
１の開口端面２１ａを当接する。

この鉄製円筒２１は、純鉄又はコバール（商品名〉のよ
うな鉄合金で構成され、半断面が略逆Ｕ字状をなす折返
し短筒部２１ｂを有している。この鉄製円筒２１はまた
、その一部Ｃを拡大して示すように、予め内面にエツチ
ング法で梨地凹凸面２１ｃを形成しておく。この凹凸面
の凹凸深さは、好ましくは平均５〜１０μｍ程度である
。なおこの凹凸面は、外面にも形成してもよい。ざらに
この鉄製円筒２１の全表面に、表面保護層として約１０
μｍの厚さのニッケルめっき被覆層２１ｄを被覆しであ
る。なおこの被覆層は、銅でおってもよい。

次に鉄製円筒２１の短筒部２１１）の内側に、銅製の排
気管２２を嵌め、所定寸法挿入し、図示しない位首決め
用治具て各部を保持する。そして鉄製円筒の炉筒部２１
ｂと排気管２２との密嵌合部の上に、第２図に示すリン
グ状ろう材３２を巻きつける。

そこで、両ろう材３１．３２は、銀が５０重量％以上、
例えば約７２重Ｍ％、銅が約２８重量％で、それに燐が
約８２ｐｐｍ含まれた銀合金ろうでおる。

そして、この組立構体を水素炉内を通し、被ろう接部を
最高温度約８８０℃にしてろう接する。このろう接工程
により、燐はほとんど蒸発する。その後、このマグネト
ロンを排気工程で排気し、最後に排気管２２を所定箇所
で封止切りする。

第３図にろう接、排気完了の状態を示している。

鉄製円筒２１の短筒部２１ｂと排気管２２とは、ろう接
部Ａで真空気密的にろう接されている。溶融した両ろう
材は、被気密ろう接部を満すとともに、鉄製円筒２１の
内面の梨地凹凸面２１ｃにもその凹凸面による毛細管現
象の助けも借りて内面全体に流れわたり、薄い銀ろう層
３３を形成する。なお、鉄製円筒２１の内面に被着され
るろう層３３には、絶縁円筒上のろう材３１の這い上が
りの分も含まれている。

この鉄製円筒表面上の銀ろう１ｉＪ３３は、およそ５〜
１０μｍ程度の厚さになる。また鉄製円筒の外面のろう
接部に近い部分にも、当然ながらろう流れによるろう層
ができる。内面のろう層３３は、ここを流れる高周波電
流に対して大きな電気伝導度を示すので、高周波損失を
低め、この部分の温度上昇を抑えるのに役立つ。因みに
、鉄製円筒の素材でおる鉄、あるいはその表面のニッケ
ルめっき層がそのまま露出していてそこに高周波電流が
流れる構造であると、それによる高周波損失が大きく、
この部分の過熱現象が生じてしまう。しかしこの発明の
実施例のように、鉄製円筒の表面に銀ろう層をくまなく
ゆきわたらせて被着させであることにより、高周波損失
がほとんどなく安定な動作が得られる。こうして、真空
容器の各部は気密ろう接される。なお前述のように排気
工程の最終段階で、アンテナリード１６の先端は排気管
２２の一部とともに圧潰され、封止切り部３４で真空気
密に封止切りされる。そしてこの封止切り部および鉄製
円筒を覆うように、所定長さのマイクロ波輻射用金属円
筒（図示せず）が被せられる。

なお、とくに鉄製円筒と銅製パイプとの気密ろう接部に
使用するろう材は、上記の成分比に限らず、銅の含有四
よりも多い銀を主成分とし、これに２０ｐｐｍ以上、２
００１）ｌ）ｍ未満の範囲の燐を含有させたろう材が適
する。なおこれ以外の不純物は、可能な限り皆無である
ことが望ましく、それが２０ｐｐｍ未満であれば一層好
ましい。しかし、燐以外の不純物がろう接部を損傷しな
い元素であれば、わずか含まれていても支承ない。

ろう材中の燐は、前述のようにほとんど残渣として検出
できないはとろう接工程で蒸発している。

すなわち、ろう接工程での燐による脱酸作用により、燐
とともに酸素がろう接部から除去される。

そのため、ろう接部での燐化ニッケル等の脆い金属間化
合物の生成がほとんどなく、鉄製円筒表面の保護被覆層
が損傷されない。したがってまた、鉄製円筒素材内部か
らのガス放出や酸化鉄等の生成がなく、ろう接部の安定
な接合状態が得られる。

燐が前述の規定間以下であると、ろう接待のろうの濡れ
性およびろう流れ性が十分得られず、またろう接部の脱
酸作用が十分得られないため鉄製部材の表面被覆層が破
壊されやすく、信頼性の高い気密ろう接部が得られない
。因みに、銀が約７２重量％、銅が約２８重世％、それ
に燐が約６１）Ｉ）ｍ含むろう材を使用してろう接した
場合は、ろう接部が第４図に示すような状態となった。

第４図は、第３図に示す鉄製円筒２１のＷ筒部２１ｂと
銅製排気管２２とのろう接部Ａ（図の右側）の一部の断
面を１００倍に拡大した顕微鏡写真である。これを模式
的に示す第５図により説明すると、とくに鉄製円筒２１
とろう材層３３との間の界面りには、予め鉄製円筒表面
に被覆した保護被覆層がほとんど残っていないことがわ
かる。そのため、このようなろう接部の状態のものは、
この界面での亀裂による真空気密性の破壊が生じやすく
、スローリーク不良が少なからず発生することが確認さ
れた。種々検討した結果、酸素の拡散を抑える燐の効果
を確実に得るには、燐を少なくとも２０ｐｐｍ含有させ
ることが必要である。

それに対し、この発明の実施例である、銀が約７２重量
％、銅が約２８重量％、それに燐が８２１）ｐｍ含むろ
う材を使用してろう接した場合は、第６図に示するう接
状態となった。同図は第３図に示す鉄製円筒２１の短局
部２１ｂと銅製排気管２２とのろう接部Ａ（図の左側）
の一部の断面を同じ＜　　１００倍に拡大した顕微鏡写
真である。これを模式的に示す第７図から明らかなよう
に、鉄製円筒２１とろう材層３３との界面には、保護被
覆層２１ｄがほとんど元のままの状態で残っている。こ
のようなろう接部の状態のものは、このろう接部の損傷
がなく、スローリーク不良は皆無であった。

一方、燐が前述の規定組以上でめると、ろう接待のろう
流れが多過ぎ、また燐の突沸現象や燐化物の発生が顕著
になる不都合がある。すなわち、燐が多過ぎると、燐と
被覆層との金属間化合物、例えば燐化ニッケルを生成し
やすく、これは非常に脆い層をなし、ろう接界面でのク
ラックを生じやすい。例えば３００ｐｐｍの燐を含有さ
せた銀ろうを使用した同様のマグネトロンでは、ろう接
界面でのスローリーク不良が多く発生した。

［発明の効果］以上説明したようにこの製造方法の発明によれば、ろう
接において適度のろう流れ性が得られ、また鉄製部材の
表面被覆層の破壊が生じない高信頼性のろう接部が得ら
れる。またこの銀ろう材の発明によれば、とくに表面被
覆層を有する鉄製部材と銅製部材との信頼性の高いろう
接状態を１ｑるのに顕著な効果を示す。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示す要部縦断面図、第２図
はそれに使用するこの発明のろう材の形状を示す斜視図
、第３図はろう接、排気後の状態を示す要部断面図、第
４図は従来例のもののろう接部の金属組織を顕微鏡写真
により表わした図、第５図はその模式図、第６図はこの
発明の実施例のもののろう接部の金属組織を顕微鏡写真
により表わした図、第７図はその模式図、第８図は従来
の構成例を示す半組断面図である。２１・・・鉄製部材、２１ｄ・・・被覆層、２２・・・銅製部材、３２・・・ろう材、３３・・・ろう層、Ａ・・・ろう接部。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）鉄又は鉄合金部材の表面にニッケルあるいは銅の
薄い被覆層を形成し、これと銅又は銅合金部材とを面合
わせした被ろう接部に、銅の含有量よりも多い銀を主成分としこれに２０ｐｐｍ
以上、２００ｐｐｍ未満の範囲の燐を含有させた銀ろう
材を配置し、これらを上記ろう材中の銀と銅との共晶温度以上の温度
に加熱してろう接することを特徴とするろう接方法。
（２）銅の含有量よりも多い銀を主成分とし、これに２
０ｐｐｍ以上、２００ｐｐｍ未満の範囲の燐を含有させ
た銀ろう材。