JPH10189091A - 気密端子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 真空容器内の電気装置等に接続されたリード
線を気密端子のソルダーカップに半田を介して容易且つ
強固に接合することが困難であった。 【解決手段】 筒状の金属スリーブ１と、その内周面に
内接して気密にロウ付けされ、金属スリーブ１の軸方向
に略平行な貫通孔２ａを有するセラミックインサート２
と、貫通孔２ａに挿通されロウ付けされた棒状の鉄−ニ
ッケル−コバルト合金から成るコネクターピン３と、コ
ネクターピン３の一方端に取着された有底筒状のニッケ
ル又は銅から成るソルダーカップ４とから成る気密端子
５である。ソルダーカップ４へのめっき金属層の被着等
を必要とせずにリード線を半田を介して容易且つ強固に
接合できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は真空容器内外の電気
配線を真空容器内の真空状態を保持しつつ電気的に接続
するための気密端子に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、真空蒸着装置やスパッタ装置等の
理化学機器に使用される真空容器内の電気装置等と真空
容器外の電気装置等とを電気的に接続する端子として気
密端子が使用されている。

【０００３】この気密端子は、例えば鉄−ニッケル−コ
バルト合金等の金属から成る円筒状の金属スリーブと、
外周がこの円筒状の金属スリーブの内周面に内接して気
密にロウ付けされ、中央部に金属スリーブの開口間を貫
通する軸方向に略平行な貫通孔を有する略円板状のアル
ミナセラミックスから成るセラミックインサートと、こ
のセラミックインサートの貫通孔内に挿通され、その両
端がセラミックインサートから突出するようにロウ付け
された鉄−ニッケル−コバルト合金から成る棒状のコネ
クターピンと、このコネクターピンの一方端にコネクタ
ーピンと一体成形により付設された有底円筒状のソルダ
ーカップとから構成されており、コネクターピンのソル
ダーカップ側が真空容器の内側となり、他方端側が真空
容器の外側となるようにして真空容器の容器壁に取着さ
れ、真空容器内部に配置された電気装置等に接続された
リード線の一端をソルダーカップ内に挿入するとともに
このリード線の一端とソルダーカップとを半田により接
合し、コネクターピンの他方端に真空容器外部の電気装
置等に接続されたコネクターソケットを嵌着することに
よって真空容器内外の電気装置等同士を電気的に接続す
る。

【０００４】この気密端子によると、金属スリーブ及び
コネクターピンを構成する鉄−ニッケル−コバルト合金
の熱膨張係数が約10×10^-6／℃（常温〜800 ℃）であ
り、セラミックインサートを構成するアルミナセラミッ
クスの熱膨張係数の約８×10^-6／℃（常温〜800 ℃）と
近似することから、セラミックインサートと金属スリー
ブ及びコネクターピンとをロウ付けする際にセラミック
インサートと金属スリーブ及びコネクターピンとの間に
それぞれの熱膨張係数の相違に起因する大きな熱応力が
発生することはなく、従って熱応力が作用することによ
ってセラミックインサートにクラックや割れが発生する
こともないことから、セラミックインサートと金属スリ
ーブ及びコネクターピンとが強固に且つ気密信頼性が高
く接合可能である。また、コネクターピンを構成する鉄
−ニッケル−コバルト合金の硬度がビッカース硬度（Ｈ
ｖ）でＨｖ＝200 程度であり比較的固いことから容易に
曲がりにくく、コネクターピンにコネクターソケットを
嵌合する際等にコネクターピンに曲がりを発生させにく
い。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この気
密端子によると、コネクターピンを構成する鉄−ニッケ
ル−コバルト合金が半田との濡れ性に若干劣るため、コ
ネクターピンと同一材料で一体成形により付設されたソ
ルダーカップに真空容器内部の電気装置等に接続された
リード線の一端を半田を介して接合する際にリード線と
ソルダーカップとを容易且つ強固に接合することが困難
であるという欠点を有していた。

【０００６】これに対しては、ソルダーカップの表面に
半田との濡れ性に優れるニッケルや金等のめっき金属層
を被着させてソルダーカップと半田との濡れ性を向上さ
せることが考えられる。

【０００７】しかしながら、この場合、ソルダーカップ
が通常その内径が約１〜２mm程度と小径の有底円筒状で
あることから、その内部にめっき金属層を被着させるた
めのめっき液が十分環流せず、ソルダーカップ内部に十
分な厚みのめっき金属層を被着させることが困難であっ
た。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の気密端子は、筒
状の金属スリーブと、該金属スリーブの内周面に内接し
て気密にロウ付けされ、金属スリーブの軸方向に略平行
な貫通孔を有するセラミックインサートと、前記貫通孔
に挿通され、両端を前記セラミックインサートから突出
してロウ付けされた棒状のコネクターピンと、該コネク
ターピンの一方端に取着された有底筒状のソルダーカッ
プとから成る気密端子において、前記コネクターピンが
鉄−ニッケル−コバルト合金から成り、且つ前記ソルダ
ーカップがニッケル又は銅から成ることを特徴とするも
のである。

【０００９】本発明の気密端子によれば、ソルダーカッ
プが半田との濡れ性に優れるニッケル又は銅から成るこ
とから、めっき金属層の被着を必要とせずにソルダーカ
ップにリード線を半田により容易且つ強固に接合するこ
とができる。

【００１０】また本発明の気密端子によれば、セラミッ
クインサートに挿通ロウ付けされているコネクターピン
はセラミックインサートの熱膨張係数と近似する熱膨張
係数を有する鉄−ニッケル−コバルト合金から成ること
からコネクターピンとセラミックインサートとが気密性
高く強固に接合され、且つコネクターピンを構成する鉄
−ニッケル−コバルト合金のビッカース硬度がＨｖ＝20
0 程度であり比較的固く容易に曲がりにくいことからコ
ネクターピンにコネクターソケットを嵌合する際等にコ
ネクターピンに曲がりを発生させにくい。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を添付の図面に基づ
き詳細に説明する。

【００１２】図１は本発明の気密端子の実施の形態の一
例を示す断面図であり、１は筒状の金属スリーブ、２は
セラミックインサート、３は棒状のコネクターピン、４
はソルダーカップであり、これらにより気密端子５が構
成される。

【００１３】筒状の金属スリーブ１は、鉄−ニッケル−
コバルト合金等から成る略円筒体であり、気密端子５を
真空容器に取着する際の取り付け金具として作用し、例
えば真空容器の容器壁にこの金属スリーブ１に対応した
貫通孔を設けてその貫通孔内に気密端子５を挿通させ、
金属スリーブ１と真空容器の容器壁とを銀ロウ等のロウ
材により接合することにより気密端子５が真空容器に取
着される。

【００１４】また、金属スリーブ１の外周に真空容器壁
への取付用のフランジを設け、これにより真空容器壁に
気密に取着してもよい。

【００１５】尚、金属スリーブ１には、その表面にニッ
ケルから成るめっき金属層を約１〜10μｍの厚みに被着
させておくと金属スリーブ１が酸化腐食するのを有効に
防止することができる。従って、金属スリーブ１の表面
にはニッケルから成るめっき金属層を約１〜10μｍの厚
みに被着させておくことが好ましい。

【００１６】また金属スリーブ１の内部には、その外周
面が金属スリーブ１の内周面に内接して気密にロウ付け
されるようにして、セラミックインサート２が嵌合ロウ
付けされている。

【００１７】このセラミックインサート２は、例えばア
ルミナセラミックスから成る絶縁性のものであり、その
中央部に金属スリーブ１の一方の開口から他方の開口に
向けて貫通する、金属スリーブ１の軸方向に略平行な貫
通孔２ａが形成された略円板体であり、その外周面が金
属スリーブ１の内周面に銀ロウ等のロウ材を介して接合
されている。また、貫通孔２ａ内にはコネクターピン３
が挿通されロウ付けされている。

【００１８】セラミックインサート２は、金属スリーブ
１との電気的絶縁を保ってコネクターピン３を保持する
作用を為し、例えばアルミナセラミックスから成る場
合、アルミナ・シリカ・マグネシア・カルシア等のアル
ミナセラミック原料粉末にポリビニルアルコール等のバ
インダを添加混合するとともに、これを所定形状のプレ
ス型内に充填し、所定の圧力でプレスすることによりプ
レス成形体を得、しかる後、このプレス成形体を約1600
℃の温度で焼成することによって製作される。

【００１９】尚、セラミックインサート２を金属スリー
ブ１にロウ付けするには、例えばセラミックインサート
２の外周面にモリブデン−マンガンから成るメタライズ
金属層６を被着させておくとともにこれにニッケルめっ
きを施し、このニッケルめっきが施されたメタライズ金
属層６と金属スリーブ１の内周面とを銀ロウ等のロウ材
を介してロウ付けする方法が採用される。

【００２０】また、セラミックインサート２の貫通孔２
ａ内に挿通ロウ付けされたコネクターピン３は鉄−ニッ
ケル−コバルト合金から成る棒状体であり、真空容器内
外を電気的に接続するための端子として作用し、その真
空容器の内部側となる一方端には真空容器内部の電気装
置等に接続されたリード線が半田付けされる有底筒状の
ソルダーカップ４が取着されており、他端側には真空容
器外部の電気装置等に接続されたコネクターソケットが
嵌着される。また、コネクターピン３はこの気密端子５
を介して接続するリード線の本数等の仕様に応じて複数
本設け、セラミックインサート２内に対して適当な配置
や間隔で配設される。

【００２１】このコネクターピン３は鉄−ニッケル−コ
バルト合金から成り、その熱膨張係数がセラミックイン
サート２を構成するアルミナセラミックス等の熱膨張係
数と近似することから、コネクターピン３とセラミック
インサート２とがロウ付けされる際に両者の熱膨張係数
の差に起因して大きな熱応力が発生することはなく、従
って熱応力が作用することによってセラミックインサー
ト２に割れやクラックが発生することもないので、セラ
ミックインサート２に気密性高く強固に接合することが
できる。更に、コネクターピン３を構成する鉄−ニッケ
ル−コバルト合金の硬度がビッカース硬度でＨｖ＝200
程度であり、比較的固く容易に曲がりにくいことからコ
ネクターピン３にコネクターソケットを嵌合する際等に
コネクターピン３に曲がりを発生させにくい。

【００２２】尚、セラミックインサート２の貫通孔２ａ
内にコネクターピン３をロウ付けするには、例えばセラ
ミックインサート２の貫通孔２ａ周辺部位にモリブデン
−マンガンから成るメタライズ金属層７を被着させてお
くとともにこれにニッケルめっきを施し、このニッケル
めっきが施されたメタライズ金属層７とコネクターピン
３とを、両者の間に鉄−ニッケル−コバルト合金から成
るリング状のワッシャー８を介在させて銀ロウ等のロウ
材を介してロウ付けする方法が採用される。

【００２３】また、コネクターピン３は、その表面にニ
ッケルから成るめっき金属層を１〜10μｍの厚みに被着
させておくとコネクターピン３が酸化腐食することを有
効に防止することができる。従って、コネクターピン３
の表面にはニッケルから成るめっき金属層を１〜10μｍ
の厚みに被着させておくことが好ましい。

【００２４】更に、コネクターピン３の真空容器の内部
側となる一方端にはニッケル又は銅から成る有底筒状の
ソルダーカップ４が付設されている。

【００２５】このソルダーカップ４は真空容器内部の電
気装置等に接続されたリード線をコネクターピン３に接
続するための継ぎ手を提供する作用を為し、ソルダーカ
ップ４内にはリード線の一端が挿入されるとともに半田
を介して接続される。

【００２６】この場合、ソルダーカップ４は半田との濡
れ性に優れるニッケル又は銅から成ることから、真空容
器内部の電気装置等に接続されたリード線の一端をこの
ソルダーカップ４に半田を介して容易且つ強固に接続す
ることができる。

【００２７】尚、ソルダーカップ４は、コネクターピン
３の一方端に銀ロウ等のロウ材を介してロウ付けされる
ことによりコネクターピン３の一方端に取着される。

【００２８】かくして、本発明の気密端子５によれば、
コネクターピン３のソルダーカップ４側が真空容器の内
側となるように、またコネクターピン３の他端側が真空
容器の外側となるようにして金属スリーブ１を真空容器
の容器壁に取着し、真空容器内の電気装置等に接続され
たリード線の一端をソルダーカップ４内に挿入するとと
もに半田を介して接続し、一方、真空容器外部の電気装
置等に接続されたコネクターソケットをコネクターピン
３に嵌着することによって真空容器の内外にある電気装
置同士を電気的に接続することとなる。

【００２９】尚、本発明は上述の実施の形態に限定され
るものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれ
ば種々の変更は可能であることはいうまでもない。例え
ば、上述の例では金属スリーブ１及びソルダーカップ４
が略円筒状でありセラミックインサート２が略円板体で
あったが、これらは仕様に応じて角筒状や角板体等とし
てもよい。

【００３０】

【発明の効果】本発明の気密端子によれば、ソルダーカ
ップが半田との濡れ性に優れるニッケル又は銅から成る
ことから、めっき金属層の被着を必要とせずにこのソル
ダーカップにリード線を半田を介して容易且つ強固に接
合することができる。

【００３１】また本発明の気密端子によれば、セラミッ
クインサートに挿通されロウ付けされているコネクター
ピンは、セラミックインサートの熱膨張係数と近似する
熱膨張係数を有する鉄−ニッケル−コバルト合金から成
ることから、コネクターピンとセラミックインサートと
が気密性高く強固に接合され、且つコネクターピンを構
成する鉄−ニッケル−コバルト合金のビッカース硬度が
Ｈｖ＝200 程度であり、比較的固く容易に曲がりにくい
ことからコネクターピンにコネクターソケットを嵌合す
る際等にコネクターピンに曲がりを発生させにくい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の気密端子の実施の形態の一例を示す断
面図である。

【符号の説明】

１・・・・・金属スリーブ ２・・・・・セラミックインサート ２ａ・・・貫通孔 ３・・・・・コネクターピン ４・・・・・ソルダーカップ ５・・・・・気密端子

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒状の金属スリーブと、該金属スリーブ
   の内周面に内接して気密にロウ付けされ、金属スリーブ
   の軸方向に略平行な貫通孔を有するセラミックインサー
   トと、前記貫通孔に挿通され、両端を前記セラミックイ
   ンサートから突出してロウ付けされた棒状のコネクター
   ピンと、該コネクターピンの一方端に取着された有底筒
   状のソルダーカップとから成る気密端子において、前記
   コネクターピンが鉄−ニッケル−コバルト合金から成
   り、且つ前記ソルダーカップがニッケル又は銅から成る
   ことを特徴とする気密端子。