JPH082978A

JPH082978A - セラミックと金属の接着方法

Info

Publication number: JPH082978A
Application number: JP13618094A
Authority: JP
Inventors: Yoji Hasegawa; 陽二長谷川
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1994-06-17
Filing date: 1994-06-17
Publication date: 1996-01-09

Abstract

(57)【要約】【目的】セラミックと金属部品の接着を容易にし、コス
トダウン及び接着後の寸法精度の向上を図る。【構成】セラミックディスク１１の両面にスパッタ又は
蒸着によって金属薄膜層１８が形成され、その上にロウ
付け層１９が塗布されている。これによってセラミック
ディスク１１と金属製のスペーサ１２及び金属製のホル
ダ１３との接着が可能になる。金属薄膜層１８はスパッ
タ処理又は蒸着によって形成されているので、例えば
０．１μｍ程度と非常に薄くなり寸法のばら付きが小さ
いので、接着後の各部品１１，１２，１３間の寸法精度
が高くなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば電子銃などに適
用して好適なセラミックと金属の接着方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、陰極線管用の電子銃において
は、第１グリッドの一部にセラミック部材が用いられ、
このセラミック部材に金属部材がロウ付けによって接着
されることがある。この場合、セラミック部材と金属部
材とを直接ロウ付けするのは困難なので、セラミック部
材の接着面にメタライズ層を設け、そこに金属部材をロ
ウ付けしていた。メタライズはスクリーン印刷などによ
ってＭＯやＭＯＭｎなどのペーストを塗布して高温乾燥
するもので、その厚さは少なくとも１０〜２０μｍとな
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述のようにスクリー
ン印刷等によってメタライズすると、その厚さが１０〜
２０μｍ以上と厚くなり、厚さのバラ付きも大きくな
る。一方、電子銃においては各グリッド間の寸法精度を
ミクロンオーダに抑える必要がある。そのため、図６に
示すように一旦メタライズした後、研磨（ステップ４
２）や洗浄（ステップ４３）など各種の工程を行ってい
た。同図において、ステップ３６のＭＯＭｎ印刷（下）
処理はセラミック部材の裏面にもメタライズするために
行われるものであり、ステップ４７のＮｉＢｏメッキ処
理はメタライズ層にロウ付け用の金属が浸潤してしまう
のを防止するために行われるものである。従来のメタラ
イズ処理は、このように多くの工程を必要とし、工数が
増大するという問題があった。

【０００４】そこで、本発明は上述したような課題を解
決したものであって、工数を大幅に削減してしかも寸法
精度を上げることが可能なセラミックと金属の接着方法
を提案するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、本発明においては、セラミック部材と金属部材とを
ロウ付けによって接着する接着方法において、セラミッ
ク部材の接着面にスパッタ処理又は蒸着によって金属材
料の薄膜を設け、薄膜と金属部材とをロウ付けすること
を特徴とするものである。

【０００６】

【作用】図３に示すように、セラミックディスク１１の
両面にスパッタ又は蒸着によって金属薄膜層１８が形成
され、その上にロウ付け層１９が塗布されている。これ
によってセラミックディスク１１と金属製のスペーサ１
２及び金属製のホルダ１３との接着が可能になる。金属
薄膜層１８はスパッタ処理又は蒸着によって形成されて
いるので、例えば０．１μｍ程度と非常に薄くなり、接
着後の各部品１１，１２，１３間の寸法精度が高くな
る。また、図４に示すように金属薄膜層１８の形成処理
２０の工程が従来のメタライズ処理３０（図６）より少
なくなるので、コストダウンが可能になる。

【０００７】

【実施例】続いて、本発明に係るセラミックと金属の接
着方法を電子銃に適用した場合の一実施例について、図
面を参照して詳細に説明する。

【０００８】図１は、本発明のセラミックと金属の接着
方法を適用した電子銃１の部分側面図で、Ｇ１組付部１
０と第２グリッドＧ２を組立てた状態を示す。この電子
銃１はインライン配列タイプの３電子銃であり、３個の
Ｇ１組付部１０が一列に配置されている。第２グリッド
Ｇ２には第３グリッドＧ３が連結されている。Ｇ１組付
部１０は図２に示すように、適宜な厚さの例えばアルミ
ナ等でリング状に形成されたセラミックディスク１１
と、コバール等の金属で形成されたスペーサ１２と、第
１グリッドＧ１と、ホルダ１３と、ホルダ１３内に収納
されたカソード１４及びフィラメント１５とで構成され
ている。スペーサ１２、第１グリッドＧ１及びホルダ１
３は例えばＳｎとＰｂの合金やＡｇとＣｕの合金等によ
るロウ付けによってセラミックディスク１１に接着され
ている。

【０００９】そして、スペーサ１２が第２グリッドＧ２
に溶接されている。また、セラミックディスク１１のス
ペーサ１２との反対側には金属製で円筒状のホルダ１３
がロウ付けによって接着され、その内側にカソード１４
とフィラメント１５が配置されている。カソード１４の
先端にはオキサイド１６が塗布されており、これが加熱
されることによって電子が放出される。

【００１０】セラミックディスク１１のスペーサ１２、
第１グリッドＧ１及びホルダ１３との接着面には、図３
にも示すように金属薄膜及びロウ付け層１７が設けら
れ、これによってセラミックと金属とが強固に接着され
ている。ここでは、セラミックディスク１１の接着面に
スパッタ又は蒸着によってＷやＭＯ等のロウ付け温度よ
り高い融点の金属で０．１μｍ程度もしくはそれ以上の
厚さｔの金属薄膜層１８が形成され、その上にロウ付け
層１９が形成されている。このように、金属薄膜層１８
を設けることによって従来のようなメタライズ処理が不
要になる。そして、接着強度はメタライズ処理と同様に
２Ｋｇ／ｃｍ²以上となる。また、金属薄膜層１８の厚
さが薄いので、寸法的なばら付きが小さくセラミックデ
ィスク１１とスペーサ１２、第１グリッドＧ１及びホル
ダ１３との接着後の寸法精度を上げることができる。こ
れによって第１グリッドＧ１と第２グリッドＧ２間の寸
法精度が向上するので、カットオフ電圧の安定化及び精
度向上が期待できる。さらに、次に説明するようにスパ
ッタ処理又は蒸着によって金属薄膜層１８を形成するこ
とによって、従来に比べて工程を大幅に短縮できる。

【００１１】図４は金属薄膜層１８の形成処理２０の手
順を示す。この形成処理２０においては、まずセラミッ
ク部材、ここではセラミックディスク１１をセットし
（ステップ２１）、次にセラミックディスク１１の例え
ば上面に金属をスパッタ又は蒸着する（ステップ２
２）。次にセット治具を反転し（ステップ２３）、セラ
ミックディスク１１の下面に金属をスパッタ又は蒸着す
る（ステップ２４）。これによってセラミックディスク
１１の両面に金属薄膜層１８が形成され、これをロウ付
け工程に送ってホルダ１３、第１グリッドＧ１及びスペ
ーサ１２をロウ付けする。このように、金属薄膜層１８
の形成処理２０は、従来のメタライズ処理に比べて工程
が極めて少なくなる。なお、ロウ付けにセラミック用金
属活性ロウを使用した場合には、接着強度を更に強くす
ることが可能である。

【００１２】金属薄膜層１８をスパッタによって形成す
る場合は、図５に示すようなスパッタ処理装置５０を用
いることができる。このスパッタ処理装置５０は、適宜
な大きさの真空槽５１を有し、その上下にそれぞれＷ，
ＭＯ等の陰極母材５２と、陽極５３が配置される。陰極
母材５２と陽極５３との間には、例えば１〜２ＫＶの直
流電圧が印加される。陽極５３にはセットテーブル５４
が配置され、その上にセラミックディスク１１が金属薄
膜層１８を形成する面を上側にして載置される。この場
合、不要な部分はマスキングすることができる。

【００１３】そして、真空層５１内の空気を排気管５５
に接続された真空ポンプ（図示せず）によって吸引して
内部を１０^-2Ｔｏｒｒ程度の真空にし、陰極母材５２と
陽極５３の間に１〜２ＫＶの高電圧をかける。この状態
でガス供給管５６から真空槽５１内に例えばＡｒガスを
少量ずつ注入すると、グロー放電によって１０〜１５ｍ
Ａ程度の放電電流が流れる。これによって正イオン化さ
れたＡｒガスの粒子が発生し、これが高圧で加速されて
陰極母材５２に衝突する。

【００１４】そうすると、陰極母材５２から原子が飛ば
されて陽極５３方向に引きつけられ、セットテーブル５
４上のセラミックディスク１１の表面に堆積し、金属薄
膜層１８が形成される。上述の処理を所定時間行った
後、高圧電圧の印加を止め、数分間冷却して真空槽５１
に空気を供給し、セラミックディスク１１を取り出すこ
とができる。

【００１５】以上の工程を経てスパッタ処理が終了す
る。このスパッタ処理では金属薄膜層１８のタレが発生
しないので、マスキングが簡単になり、非常に細いマス
キングも可能になる。陰極母材５２としては、Ｗ，ＭＯ
に限らずロウの融点より高い金属であればよい。また、
金属薄膜層１８の厚さが０．１μｍ以上あれば接着強度
が従来と同程度又はそれ以上になる。また、セラミック
ディスク１１の反対面にもスパッタする場合には、その
まま裏返して上述と同様な処理を行えばよく、途中で乾
燥させなくてもハンドリングに支障はない。なお、スパ
ッタによって形成された金属薄膜層１８に金属部品をロ
ウ付けする方法は従来と同様なので、詳細な説明は省略
する。

【００１６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明はセラミッ
ク部材と金属部材とをロウ付けによって接着する接着方
法において、セラミック部材の接着面にスパッタ処理又
は蒸着によって金属材料の薄膜を設け、薄膜と金属部材
とをロウ付けすることを特徴とするものである。

【００１７】したがって、本発明によれば、セラミック
部材とロウ材との間にスパッタ処理又は蒸着によって金
属薄膜が形成されるので、従来のメタライズ処理に比べ
て工数を大幅に削減できコストダウンが可能になる。ま
た、金属薄膜のタレ等がなくなるので、製品の歩留まり
が向上し、マスキングが簡単で狭い範囲のマスキングも
可能になる。更に、金属薄膜が非常に薄いので接着後の
各部品間の寸法精度が向上し、例えば電子銃の第１グリ
ッド組付部に適用した場合、第１グリッドと第２グリッ
ド間の寸法精度が向上するのでカットオフ電圧の安定化
及び精度向上を図ることが可能になる。また、通常のロ
ウ付けの接着強度が強くなると共に、セラミックス用金
属活性ロウ（チタンロウ）付けの接着強度も更に強くな
るなどの効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の構成図である。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。

【図３】金属薄膜及びロウ付け層１７の断面図である。

【図４】金属薄膜層１８の形成処理２０の手順を示す図
である。

【図５】スパッタ処理装置５０の構成図である。

【図６】従来のメタライズ処理３０の手順を示す図であ
る。

【符号の説明】

１電子銃１０Ｇ１組付部１１セラミックディスク１２スペーサ１３ホルダ１７金属薄膜及びロウ付け層１８金属薄膜層１９ロウ付け層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】セラミック部材と金属部材とをロウ付け
によって接着する接着方法において、上記セラミック部材の接着面にスパッタ処理又は蒸着に
よって金属材料の薄膜を設け、上記薄膜と上記金属部材とをロウ付けすることを特徴と
するセラミックと金属の接着方法。
【請求項２】上記金属材料は、タングステン又はモリ
ブデンであることを特徴とする請求項１記載のセラミッ
クと金属の接着方法。
【請求項３】上記薄膜の厚さは０．１μｍ以上である
ことを特徴とする請求項１記載のセラミックと金属の接
着方法。