JPH0576397B2 - - Google Patents
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- JPH0576397B2 JPH0576397B2 JP60280233A JP28023385A JPH0576397B2 JP H0576397 B2 JPH0576397 B2 JP H0576397B2 JP 60280233 A JP60280233 A JP 60280233A JP 28023385 A JP28023385 A JP 28023385A JP H0576397 B2 JPH0576397 B2 JP H0576397B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、ガーネツト（ざくろ石）材料よりな
る物体、特に該物体を鑞接によつて金属対象物に
固着し得る表面を有するガーネツト材料よりなる
物体に関する。
る物体、特に該物体を鑞接によつて金属対象物に
固着し得る表面を有するガーネツト材料よりなる
物体に関する。
イツトリウム・アルミニウム・ガーネツト
（YAG）およびイツトリウム・鉄・ガーネツト
（YIG）のような希土類ガーネツトは独特の光学
的並びに磁気的物質を示し、そのためにこれらの
材料は、泡磁区記憶装置；磁気光学装置、例えば
変調器、光学装置、例えばレーザ；およびマイク
ロ波装置、例えばサーキユレータの如き各種の応
用に有用である。多くの場合、望ましい性質は、
単結晶基体上に支持されたエピタキシーな単一結
晶層に具わるもので、ガーネツトの結晶構造中に
成分を複雑に置換することによつて達成される。
（YAG）およびイツトリウム・鉄・ガーネツト
（YIG）のような希土類ガーネツトは独特の光学
的並びに磁気的物質を示し、そのためにこれらの
材料は、泡磁区記憶装置；磁気光学装置、例えば
変調器、光学装置、例えばレーザ；およびマイク
ロ波装置、例えばサーキユレータの如き各種の応
用に有用である。多くの場合、望ましい性質は、
単結晶基体上に支持されたエピタキシーな単一結
晶層に具わるもので、ガーネツトの結晶構造中に
成分を複雑に置換することによつて達成される。
かかる装置を金属の基体例えば壁またはブラケ
ツトに取付ける必要性は独特な接着の問題を提起
する。酸化物と金属表面間のよく知られた非親和
性に加えて、ガーネツト自体は多くの場合機械的
に或いは化学的に脆弱である。例えば、或る応用
においてはガーネツトを縦横比が約６対１の長方
形とするが、その場合、加熱中の物体に示差熱膨
脹による顕著な応力を生ずる。加うるに、殆どの
鑞付け作業に必要な400℃以上の温度への加熱は、
それが短時間であつても磁気的若しくは光学的性
質、特に薄いエピタキシーの層のこれらの性質に
不可逆的変化を生ぜしめ得る。
ツトに取付ける必要性は独特な接着の問題を提起
する。酸化物と金属表面間のよく知られた非親和
性に加えて、ガーネツト自体は多くの場合機械的
に或いは化学的に脆弱である。例えば、或る応用
においてはガーネツトを縦横比が約６対１の長方
形とするが、その場合、加熱中の物体に示差熱膨
脹による顕著な応力を生ずる。加うるに、殆どの
鑞付け作業に必要な400℃以上の温度への加熱は、
それが短時間であつても磁気的若しくは光学的性
質、特に薄いエピタキシーの層のこれらの性質に
不可逆的変化を生ぜしめ得る。
米国特許第3969086号明細書においては、ガー
ネツト上にニクロム、モリブデンまたはクロム層
を、続いて銅層を、更に金層をスパツタ凝着させ
ることにより、ガーネツトを接合のためにメタラ
イズ（金属被覆）する。この場合、金層を接合さ
れるべき金属に鑞接する。
ネツト上にニクロム、モリブデンまたはクロム層
を、続いて銅層を、更に金層をスパツタ凝着させ
ることにより、ガーネツトを接合のためにメタラ
イズ（金属被覆）する。この場合、金層を接合さ
れるべき金属に鑞接する。
米国特許第4210389号明細書においては、YAG
レーザは、先ず、アルミニウム、金、銀またはロ
ジウムをスパツタリングした反射層でメタライズ
される。この層を次いでニクロム、チタンまたは
タングステンの何れかのスパツタ層で、更に続い
て金或いは白金のスパツタ層で蔽う。それからこ
の金或いは白金の層を、金または白金でメタライ
ズした銅台座に鑞接する。
レーザは、先ず、アルミニウム、金、銀またはロ
ジウムをスパツタリングした反射層でメタライズ
される。この層を次いでニクロム、チタンまたは
タングステンの何れかのスパツタ層で、更に続い
て金或いは白金のスパツタ層で蔽う。それからこ
の金或いは白金の層を、金または白金でメタライ
ズした銅台座に鑞接する。
上述の構造は明かに金属シール（密接着）に適
当なガーネツトを提供するとは謂え、一種または
それ以上の貴金属層の使用に頼ることなく、高度
に付着しており且つ比較的安価なシールを開発す
ることが望ましい。
当なガーネツトを提供するとは謂え、一種または
それ以上の貴金属層の使用に頼ることなく、高度
に付着しており且つ比較的安価なシールを開発す
ることが望ましい。
従つて、金属被覆がガーネツト基体に高度の付
着性を有し且つ貴金属を含有することなくして、
金属対象物に半田付け即ち鑞接するに適したメタ
ライズしたガーネツトを提供することが本発明の
目的である。
着性を有し且つ貴金属を含有することなくして、
金属対象物に半田付け即ち鑞接するに適したメタ
ライズしたガーネツトを提供することが本発明の
目的である。
本発明によれば、ガーネツト材料よりなる物体
は、該ガーネツト基体表面の少なくとも一部にス
パツタ凝着した反応性金属の第一層と、該第一層
上にスパツタ凝着した耐熱性金属の第二層と、該
第二層上にスパツタ凝着した半田付け可能な即ち
鑞接可能な（高価ではない）金属の第三層とによ
つて特徴づけられる。
は、該ガーネツト基体表面の少なくとも一部にス
パツタ凝着した反応性金属の第一層と、該第一層
上にスパツタ凝着した耐熱性金属の第二層と、該
第二層上にスパツタ凝着した半田付け可能な即ち
鑞接可能な（高価ではない）金属の第三層とによ
つて特徴づけられる。
また本発明によれば、ガーネツト体を金属部材
にシールした結合体は、反応性金属の第一スパツ
タ凝着層によつて表面が少なくとも部分的にメタ
ライズされたガーネツト体と、耐熱性金属の第二
スパツタ凝着層と、鑞接可能な（高価ではない）
金属の第三スパツタ凝着層と、白鑞層によつて第
三スパツタ層に結合した金属部材とを含んでな
る。かかる構造は、高度に信頼性のある、接着性
のハーメチツクシール（空気遮断シール）を形成
することが確認された。
にシールした結合体は、反応性金属の第一スパツ
タ凝着層によつて表面が少なくとも部分的にメタ
ライズされたガーネツト体と、耐熱性金属の第二
スパツタ凝着層と、鑞接可能な（高価ではない）
金属の第三スパツタ凝着層と、白鑞層によつて第
三スパツタ層に結合した金属部材とを含んでな
る。かかる構造は、高度に信頼性のある、接着性
のハーメチツクシール（空気遮断シール）を形成
することが確認された。
本発明の実施態様を以下図面を参照して説明す
る。
る。
第１図は、本発明によりメタライズしたガーネ
ツト材料の一部を示す。
ツト材料の一部を示す。
第２図は、第１図のメタライズしたガーネツト
から形成したガーネツトと金属とのシールの部分
断面図である。
から形成したガーネツトと金属とのシールの部分
断面図である。
第１図は、本発明によるメタライズしたガーネ
ツト構造１０の一部を示し、ガーネツト層１１、
反応性金属１２、遮断層１３および結合層１４を
含む。
ツト構造１０の一部を示し、ガーネツト層１１、
反応性金属１２、遮断層１３および結合層１４を
含む。
反応性金属１２は、タンタル、チタン、バナジ
ウム、ハフニウム、ジルコニウムおよびニオブの
何れか一種、或いはそれら金属の一種またはそれ
以上の合金であり得る。米国特許第3339267号明
細書に述べてあるダイオード・スパツタリング技
法によつて凝着したときには、その層は基体中の
非金属成分と化学結合を形成する。これらの金
属、特にタンタルおよびチタンの高度な結合形成
エネルギーのために、この結合は強固で耐久性が
ある。しかし乍ら、それらの酸化物の反応性と安
定性の故に、これらの金属に直接半田付け即ち鑞
接することは実用的ではない。そこで、モリブデ
ンまたはタングステンのような耐熱性金属の遮断
層１３を層１２上にスパツタ凝着させる。この層
は反応性層１２と強固な金属−金属結合を形成す
るが、それ自体は比較的化学的に不活性である。
かくしてそれはその次の層を反応性層による攻撃
から守る防壁として作用する。しかし乍ら、その
非反応性のために、殆どの半田や白鑞との強力な
結合を生じない。従つて、ニツケルからなる鑞接
可能層１４を耐熱性金属の層の上にスパツタ凝着
させる。ここで再び前に言及したスパツタ凝着技
法が、これら金属層間の強力且つ強固な結合を齏
す。鑞接可能層としてはニツケルを選択する。何
故ならばニツケルは銅の如き、より活性の大なる
鑞接可能な金属よりも、融剤によつて更に容易に
活性化されるし、また貴金属即ち金、銀、白金お
よびパラジウムよりも安価なことが顕著であるか
らである。
ウム、ハフニウム、ジルコニウムおよびニオブの
何れか一種、或いはそれら金属の一種またはそれ
以上の合金であり得る。米国特許第3339267号明
細書に述べてあるダイオード・スパツタリング技
法によつて凝着したときには、その層は基体中の
非金属成分と化学結合を形成する。これらの金
属、特にタンタルおよびチタンの高度な結合形成
エネルギーのために、この結合は強固で耐久性が
ある。しかし乍ら、それらの酸化物の反応性と安
定性の故に、これらの金属に直接半田付け即ち鑞
接することは実用的ではない。そこで、モリブデ
ンまたはタングステンのような耐熱性金属の遮断
層１３を層１２上にスパツタ凝着させる。この層
は反応性層１２と強固な金属−金属結合を形成す
るが、それ自体は比較的化学的に不活性である。
かくしてそれはその次の層を反応性層による攻撃
から守る防壁として作用する。しかし乍ら、その
非反応性のために、殆どの半田や白鑞との強力な
結合を生じない。従つて、ニツケルからなる鑞接
可能層１４を耐熱性金属の層の上にスパツタ凝着
させる。ここで再び前に言及したスパツタ凝着技
法が、これら金属層間の強力且つ強固な結合を齏
す。鑞接可能層としてはニツケルを選択する。何
故ならばニツケルは銅の如き、より活性の大なる
鑞接可能な金属よりも、融剤によつて更に容易に
活性化されるし、また貴金属即ち金、銀、白金お
よびパラジウムよりも安価なことが顕著であるか
らである。
凝着する層の厚さは特に臨界的ではなく、0.5
乃至１ミクロン若しくは数ミクロン程度が、確実
に完璧なハーメチツクシールを与えるのに適当で
ある。一例として、かかるシールの或るものは、
厚さ約0.5ミクロンのタンタルの層とそれに続く
それぞれ約１ミクロンの厚さのモリブデンおよび
ニツケルの層とを有する。
乃至１ミクロン若しくは数ミクロン程度が、確実
に完璧なハーメチツクシールを与えるのに適当で
ある。一例として、かかるシールの或るものは、
厚さ約0.5ミクロンのタンタルの層とそれに続く
それぞれ約１ミクロンの厚さのモリブデンおよび
ニツケルの層とを有する。
結合すべき金属部材と親和性のある、或いはそ
の他特別な応用に好適な任意の半田または白鑞を
使用し得る。代表的な半田は錫−銀、錫−鉛、錫
−ビスマスおよびインジウムベースの合金であ
る。第２図はガーネツト・金属間シール２０を示
し、同図中、ガーネツト層２１は、スパツタされ
たタンタル層２２と、スパツタされたモリブデン
層２３と、スパツタされたニツケル層２４と、錫
−銀半田層２５とによつて金属層２６（例えばチ
タン）と結合する。
の他特別な応用に好適な任意の半田または白鑞を
使用し得る。代表的な半田は錫−銀、錫−鉛、錫
−ビスマスおよびインジウムベースの合金であ
る。第２図はガーネツト・金属間シール２０を示
し、同図中、ガーネツト層２１は、スパツタされ
たタンタル層２２と、スパツタされたモリブデン
層２３と、スパツタされたニツケル層２４と、錫
−銀半田層２５とによつて金属層２６（例えばチ
タン）と結合する。
本発明の好ましい態様であると現時点で考えら
れることを示し且つ説明したが、前記特許請求の
範囲によつて定義した本発明の範囲を逸脱するこ
となしに、種々の変更や改変をなし得ることは当
該技術における熟練者に明かであろう。
れることを示し且つ説明したが、前記特許請求の
範囲によつて定義した本発明の範囲を逸脱するこ
となしに、種々の変更や改変をなし得ることは当
該技術における熟練者に明かであろう。
第１図は、本発明によつてメタライズしたガー
ネツト材料の部分断面図である。第２図は、第１
図のメタライズしたガーネツトから形成されたガ
ーネツト・金属間シールの部分断面図である。 １０……メタライズしたガーネツト構造、１１
……ガーネツト層、１２……反応性金属層、１３
……遮断層、１４……結合層（鑞接可能層）、２
０……ガーネツト・金属間シール、２１……ガー
ネツト層、２２……タンタル層、２３……モリブ
デン層、２４……ニツケル層、２５……錫−銀半
田層、２６……金属層。
ネツト材料の部分断面図である。第２図は、第１
図のメタライズしたガーネツトから形成されたガ
ーネツト・金属間シールの部分断面図である。 １０……メタライズしたガーネツト構造、１１
……ガーネツト層、１２……反応性金属層、１３
……遮断層、１４……結合層（鑞接可能層）、２
０……ガーネツト・金属間シール、２１……ガー
ネツト層、２２……タンタル層、２３……モリブ
デン層、２４……ニツケル層、２５……錫−銀半
田層、２６……金属層。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ その表面を鑞接することにより金属対象物に
固着し得るメタライズした希土類ガーネツトにお
いて、前者ガーネツト基体表面の少なくとも一部
にスパツタ凝着した反応性金属の第一層と、該第
一層上にスパツタ凝着した耐熱性金属の第二層
と、該第二層上にスパツタ凝着した鑞接可能な金
属の第三層とを有することを特徴とするガーネツ
ト体。 ２ 反応性金属が、タンタル、チタン、バナジウ
ム、ハフニウム、ジルコニウム、ニオブおよびそ
れらの合金よりなる群から選ばれる特許請求の範
囲第１項記載のガーネツト体。 ３ 耐熱性金属がモリブデンおよびタングステン
よりなる群から選ばれる特許請求の範囲第１項記
載のガーネツト体。 ４ 鑞接可能な金属がニツケルである特許請求の
範囲第１項記載のガーネツト体。 ５ 反応性金属がタンタルおよびチタンよりなる
群より選ばれ、耐熱性金属がモリブデンであり、
鑞接可能な金属がニツケルである特許請求の範囲
第１項記載のガーネツト体。 ６ 第一層が約0.5ミクロンの厚さであり、第二
および第三層がそれぞれ約１ミクロンの厚さであ
る特許請求の範囲第５項記載のガーネツト体。 ７ 反応性金属の第一スパツタ凝着層によつて表
面が少なくとも部分的にメタライズされたガーネ
ツト体と、耐熱性金属の第二スパツタ凝着層と、
鑞接可能な金属の第三スパツタ凝着層と、白鑞層
によつて第三スパツタ層に結合した金属部材とを
含んでなることを特徴とするガーネツト体を金属
部材にシールした結合体。 ８ 反応性金属が、タンタル、チタン、バナジウ
ム、ハフニウム、ジルコニウム、ニオブおよびそ
れらの合金よりなる群から選ばれる特許請求の範
囲第７項記載のガーネツト体を金属部材にシール
した結合体。 ９ 耐熱性金属がモリブデンおよびタングステン
よりなる群から選ばれる特許請求の範囲第７項記
載のガーネツト体を金属部材にシールした結合
体。 １０ 鑞接可能な金属がニツケルである特許請求
の範囲第７項記載のガーネツト体を金属部材にシ
ールした結合体。 １１ 反応性金属がタンタルおよびチタンよりな
る群より選ばれ、耐熱性金属がモリブデンであ
り、鑞接可能な金属がニツケルである特許請求の
範囲第７項記載のガーネツト体を金属部材にシー
ルした結合体。 １２ 第一層が約0.5ミクロンの厚さであり、第
二および第三層がそれぞれ約１ミクロンの厚さで
ある特許請求の範囲第１１項記載のガーネツト体
を金属部材にシールした結合体。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US682965 | 1984-12-18 | ||
| US06/682,965 US4559280A (en) | 1984-12-18 | 1984-12-18 | Metallized rare earth garnet and metal seal to same |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61147967A JPS61147967A (ja) | 1986-07-05 |
| JPH0576397B2 true JPH0576397B2 (ja) | 1993-10-22 |
Family
ID=24741989
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60280233A Granted JPS61147967A (ja) | 1984-12-18 | 1985-12-14 | ガーネツト体およびそれを金属部材にシールした結合体 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4559280A (ja) |
| EP (1) | EP0186919B1 (ja) |
| JP (1) | JPS61147967A (ja) |
| DE (1) | DE3585386D1 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4615951A (en) * | 1984-12-18 | 1986-10-07 | North American Philips Corporation | Metallized rare earth garnet and metal seals to same |
| JP2563947B2 (ja) * | 1987-11-20 | 1996-12-18 | 日産自動車株式会社 | 被覆方法 |
| US5015536A (en) * | 1989-07-14 | 1991-05-14 | North American Philips Corporation | Method of mounting permanent magnets without organic adhesives |
| CN115418711B (zh) * | 2022-07-05 | 2023-08-29 | 电子科技大学 | 一种改善磁性石榴石液相外延生长过程中晶片碎裂的方法 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3107756A (en) * | 1958-09-16 | 1963-10-22 | Thomson Houston Comp Francaise | Metalized ceramic members |
| US3505041A (en) * | 1962-12-26 | 1970-04-07 | Philips Corp | Ceramic-to-metal seal |
| US3339267A (en) * | 1962-12-26 | 1967-09-05 | Philips Corp | Metallizing non-metals |
| US3386906A (en) * | 1965-11-26 | 1968-06-04 | Philips Corp | Transistor base and method of making the same |
| US3969086A (en) * | 1973-03-01 | 1976-07-13 | Varian Associates | Metallized gyromagnetic ferrite |
| US4210389A (en) * | 1978-11-14 | 1980-07-01 | Mcdonnell Douglas Corporation | Bond and method of making the same |
| US4269903A (en) * | 1979-09-06 | 1981-05-26 | General Motors Corporation | Abradable ceramic seal and method of making same |
| JPS5957973A (ja) * | 1982-09-25 | 1984-04-03 | 日本特殊陶業株式会社 | 金属・セラミツクス複合体 |
-
1984
- 1984-12-18 US US06/682,965 patent/US4559280A/en not_active Expired - Fee Related
-
1985
- 1985-11-22 EP EP85201930A patent/EP0186919B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1985-11-22 DE DE8585201930T patent/DE3585386D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1985-12-14 JP JP60280233A patent/JPS61147967A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4559280A (en) | 1985-12-17 |
| EP0186919B1 (en) | 1992-02-12 |
| DE3585386D1 (de) | 1992-03-26 |
| EP0186919A2 (en) | 1986-07-09 |
| JPS61147967A (ja) | 1986-07-05 |
| EP0186919A3 (en) | 1989-02-15 |
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