JPH11135252A - Heating device with microwave and joining method of joining object using thereof - Google Patents

Heating device with microwave and joining method of joining object using thereof

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JPH11135252A
JPH11135252A JP22482498A JP22482498A JPH11135252A JP H11135252 A JPH11135252 A JP H11135252A JP 22482498 A JP22482498 A JP 22482498A JP 22482498 A JP22482498 A JP 22482498A JP H11135252 A JPH11135252 A JP H11135252A
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JP
Japan
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joined
generating means
heating device
heat generating
joining
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Application number
JP22482498A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mamoru Takeda
守 竹田
Makoto Horiuchi
誠 堀内
Akira Hochi
保知  昌
Tasaburou Saji
他三郎 佐治
Ryozo Sakai
了三 酒井
Kenji Yamamoto
健二 山本
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FUJI DEMPA KOGYO
FUJI DENPA KOGYO KK
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
FUJI DEMPA KOGYO
FUJI DENPA KOGYO KK
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by FUJI DEMPA KOGYO, FUJI DENPA KOGYO KK, Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical FUJI DEMPA KOGYO
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Publication of JPH11135252A publication Critical patent/JPH11135252A/en
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C27/00Joining pieces of glass to pieces of other inorganic material; Joining glass to glass other than by fusing
    • C03C27/02Joining pieces of glass to pieces of other inorganic material; Joining glass to glass other than by fusing by fusing glass directly to metal

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heating device using microwaves capable of raising the temp. of a material which is transparent in terms of microwaves and establish a joining method for object using the device. SOLUTION: A susceptor 10 is installed in the specified position in an applicator 2, and in the penetrating part of the susceptor 10, two ceramic materials 13 and an intermediate frit material 14 are arranged in such a way that the latter 14 is interposed between the former 13. The distance between a reflector plate 12 equipped with adjusting rod and a magnetron oscillator part is adjusted so that the microwaves given by the magnetron oscillator part are put in resonance in the position where the susceptor 10 is installed. In this condition, the susceptor 10 absorbs the microwaves from the magnetron oscillator part and emits the radiation heat on the basis of the energy of the absorbed microwaves so that the intermediate frit material 14 is turned in high temp. and fused, and the two ceramic members 13 are joined together with this frit member 14 allowed to serve as adhesives.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロ波を用い
た加熱装置およびその装置による接合対象の接合方法に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heating apparatus using microwaves and a method for joining objects to be joined by the heating apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、電気炉で溶融ガラスを溶かして、
その溶けた溶融ガラスと金属とを接合する方法であると
か、バーナーで溶融ガラスと金属とを加熱して、その溶
融ガラスと金属とを接合する方法などが一般的に用いら
れている。
2. Description of the Related Art Conventionally, molten glass is melted in an electric furnace,
A method of joining the molten glass and the metal or a method of heating the molten glass and the metal with a burner and joining the molten glass and the metal are generally used.

【0003】また、特殊な接合方法として、セラミック
材料同士の接合には、2つのセラミック材料の間に中間
セラミックシールを挟み、その中間セラミックシールを
マイクロ波で直接加熱して、その中間セラミックシール
を接着材料として利用し、2つのセラミック材料を接合
する方法がある(サイエンスフォーラム社材料別接合技
術データハンドブック第2分冊セラミック系接合P1
4)。
As a special joining method, in joining ceramic materials, an intermediate ceramic seal is sandwiched between two ceramic materials, and the intermediate ceramic seal is directly heated by microwaves, so that the intermediate ceramic seal is bonded. There is a method of joining two ceramic materials by using them as an adhesive material.
4).

【0004】また、金属とセラミック材料などとの接合
には、金属の酸化を防止するため、Arガス雰囲気中で
それらを接合する場合がある。その場合、金属とセラミ
ック材料などとの間に中間材料である溶融ガラスを挟
み、Arアークや高周波加熱などによって金属を加熱し
て溶融ガラスを溶かし、その溶けた溶融ガラスを接着材
料として利用し、金属とセラミック材料などとを接合す
ることが多い。
[0004] In some cases, metal and ceramic materials are bonded in an Ar gas atmosphere in order to prevent oxidation of the metal. In that case, the molten glass as an intermediate material is sandwiched between the metal and the ceramic material, and the metal is heated by an Ar arc, high frequency heating, or the like to melt the molten glass, and the melted molten glass is used as an adhesive material. Often, metal and ceramic materials are joined.

【0005】また同様に、一端をあらかじめ封止したガ
ラス管に金属などの封入材料を入れ、所定の箇所で、そ
のガラス管を封止する場合、その封入材料の酸化を防止
するために、ガラス管に封入材料を入れて、そのガラス
管を封止する動作をArガス雰囲気中で行うことがあ
る。
Similarly, when an encapsulating material such as a metal is put in a glass tube having one end sealed in advance, and the glass tube is sealed at a predetermined position, the glass is sealed to prevent oxidation of the encapsulating material. In some cases, an operation of putting a sealing material in a tube and sealing the glass tube is performed in an Ar gas atmosphere.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような、セラミック材料同士を接合する場合、2つの
セラミック材料の間に中間セラミックシールを挟んで接
合するが、中間セラミックシールを構成する酸化物がマ
イクロ波に透明であるため、中間セラミックシール中に
高抵抗のカップリング材を入れないと、マイクロ波を用
いて中間セラミックシールを加熱しても、その中間セラ
ミックシールは、十分に温度が上がらず、2つのセラミ
ック材料を接合することができない。
However, when the ceramic materials are joined together as described above, the two ceramic materials are joined with an intermediate ceramic seal interposed therebetween. Because it is transparent to microwaves, the temperature of the intermediate ceramic seal does not rise sufficiently even if the intermediate ceramic seal is heated using microwaves unless a high-resistance coupling material is inserted in the intermediate ceramic seal. Inability to join two ceramic materials.

【0007】また、上述したセラミック材料同士を接合
する場合のように、接合しようとする2つの対象物のい
ずれもが金属でない場合など、金属が接合部に介在しな
いときは、その接合部をマイクロ波による誘電加熱によ
って加熱しても、接合しようとする2つの対象物を接合
することができない。
Further, when the metal does not intervene in the joint, such as when the two objects to be joined are not metals, as in the case of joining the ceramic materials described above, the joint is micro-sized. Heating by wave-induced dielectric heating cannot join two objects to be joined.

【0008】また、一端をあらかじめ封止したガラス管
に金属などの封入材料を入れ、所定の箇所で、そのガラ
ス管を封止する動作をArガス雰囲気中で行う場合、ガ
ラス管がホウ珪酸ガラスや鉛ガラスのような融点の低い
ガラスの管であれば、その融点の低いガラス管を電気炉
で溶融し、封止することは可能であるが、ガラス管が石
英ガラスのような融点の高いガラスの管であれば、約2
000℃以上に加熱しないと、その融点の高いガラス管
は溶融しないので、ガラス管を約2000℃以上に加熱
することができる特別な電気炉が必要となってくる。し
たがって、融点の高いガラス管に封入材料を入れて、そ
のガラス管を封止する動作を、電気炉を用いて行うに
は、特別な電気炉を備え、かつ、その特別な電気炉をA
rガス雰囲気中に設置することができる設備が必要とな
り、そのような設備は、大がかりなものとなってしま
う。
Further, when an encapsulating material such as metal is put into a glass tube having one end sealed in advance, and the operation of sealing the glass tube is performed at a predetermined location in an Ar gas atmosphere, the glass tube is made of borosilicate glass. If it is a glass tube with a low melting point such as lead or lead glass, it is possible to melt the glass tube with a low melting point in an electric furnace and seal it, but the glass tube has a high melting point like quartz glass For glass tubes, about 2
Unless it is heated to 000 ° C. or higher, a glass tube having a high melting point does not melt. Therefore, a special electric furnace that can heat the glass tube to about 2000 ° C. or higher is required. Therefore, in order to put the sealing material in a glass tube having a high melting point and seal the glass tube by using an electric furnace, a special electric furnace is provided, and the special electric furnace is set to A.
Equipment that can be installed in an r gas atmosphere is required, and such equipment becomes large-scale.

【0009】また、高融点のセラミック材料を溶融する
場合、上述した石英ガラス管のような融点の高いガラス
管を溶融する場合と同様に、そのセラミック材料を約2
000℃以上に加熱することができる特別な電気炉が必
要となってくる。
Further, when a high melting point ceramic material is melted, the ceramic material is melted by about 2 mm, similarly to the case where a high melting point glass tube such as the above-mentioned quartz glass tube is melted.
A special electric furnace that can be heated to 000 ° C. or higher is required.

【0010】また、上述した特別な電気炉の代替とし
て、タングステンヒーターやカーボンヒーターを熱源と
した場合、その熱源がガラス管等の局所的な一部を加熱
し、溶融することはできても、その熱源が大きな熱量を
発することになるので、その熱源を冷却することが必要
となる。しかしながら、熱源が発する熱量が大きいの
で、その冷却は大変困難なものとなる。また、その冷却
のさいに生じるエネルギーロスは大きなものとなるの
で、タングステンヒーターやカーボンヒーターを熱源と
すると、エネルギー効率が非常に悪くなる。
When a tungsten heater or a carbon heater is used as a heat source as an alternative to the above-described special electric furnace, even if the heat source can heat and locally melt a local part such as a glass tube, Since the heat source generates a large amount of heat, it is necessary to cool the heat source. However, the heat generated by the heat source is so large that cooling thereof is very difficult. In addition, since the energy loss generated during the cooling becomes large, the energy efficiency becomes extremely poor when a tungsten heater or a carbon heater is used as a heat source.

【0011】ところで、Arアークやバーナーを用い
て、接合する対象物および/または中間材料等を加熱す
る場合、加熱した部分の周辺の温度が大きく上昇する。
したがって、一端をあらかじめ封止したガラス管に金属
などの封入材料を入れ、そのガラス管を封止する動作
を、その封入材料の酸化を防止するために、Arガスが
充填されたグローブボックス等の密閉容器中で行う場
合、Arアーク等でガラス管を加熱すると、密閉容器内
の温度が大きく上昇するので、密閉容器内の温度または
圧力を制御することが必要となってくる。
When an object to be joined and / or an intermediate material or the like is heated using an Ar arc or a burner, the temperature around the heated portion increases significantly.
Therefore, an encapsulating material such as metal is put in a glass tube whose one end is sealed in advance, and the operation of sealing the glass tube is performed by using a glove box or the like filled with Ar gas in order to prevent oxidation of the encapsulating material. When the glass tube is heated by an Ar arc or the like when heated in a closed container, the temperature in the closed container rises significantly, so it is necessary to control the temperature or pressure in the closed container.

【0012】本発明は、このような従来のマイクロ波を
用いた加熱装置およびその装置による接合対象の接合方
法では、マイクロ波に透明な材料を高温にすることがで
きないという課題を考慮し、マイクロ波に透明な材料を
高温にすることができるマイクロ波を用いた加熱装置お
よびその装置による接合対象の接合方法を提供すること
を目的とするものである。
The present invention has been made in consideration of the problem that a material transparent to microwaves cannot be heated to a high temperature by such a conventional heating apparatus using microwaves and a bonding method of a bonding object by the apparatus. An object of the present invention is to provide a heating device using a microwave capable of raising a material transparent to waves to a high temperature, and a bonding method of a bonding target by the device.

【0013】また、本発明は、Arガス等の希ガス雰囲
気中または実質上真空中において、マイクロ波に透明な
材料を高温にすることができるマイクロ波を用いた加熱
装置およびその装置による接合対象の接合方法を提供す
ることを目的とするものである。
The present invention also provides a heating apparatus using a microwave capable of raising the temperature of a material transparent to the microwave in a rare gas atmosphere such as an Ar gas or substantially in a vacuum, and an object to be joined by the apparatus. It is an object of the present invention to provide a joining method.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明の加熱装置は、マ
イクロ波を発生するマイクロ波発生手段と、所定の場所
を実質上覆うように配置されるとともに、前記マイクロ
波発生手段からのマイクロ波を吸収し、その吸収したマ
イクロ波に基づいて熱を発生する熱発生手段とを備えた
ことを特徴とするマイクロ波を用いた加熱装置である。
A heating device according to the present invention is provided with a microwave generating means for generating a microwave, and a microwave generating means for substantially covering a predetermined place. And a heat generating means for generating heat based on the absorbed microwaves.

【0015】本発明の接合方法は、上記マイクロ波を用
いた加熱装置を用い、その装置の熱発生手段から所定の
距離の位置または前記熱発生手段で覆われた位置に接合
対象を配置し、前記熱発生手段からの熱を利用して、前
記接合対象を接合することを特徴とするマイクロ波を用
いた加熱装置による接合対象の接合方法である。
[0015] The bonding method of the present invention uses the heating device using the microwave, and arranges a bonding target at a position at a predetermined distance from the heat generating means of the device or at a position covered by the heat generating means. A method for joining objects to be joined by a heating device using microwaves, wherein the objects to be joined are joined by utilizing heat from the heat generating means.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面を参照して説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0017】(実施の形態1)まず、本発明の実施の形
態1のマイクロ波を用いた加熱装置の構成を述べる。
(Embodiment 1) First, the configuration of a heating device using a microwave according to Embodiment 1 of the present invention will be described.

【0018】図1に、本発明の実施の形態1のマイクロ
波を用いた加熱装置の側面図を示す。図2に、図1を補
足するために、そのマイクロ波を用いた加熱装置のグロ
ーブボックス1の側面図を示す。
FIG. 1 shows a side view of a heating device using a microwave according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 shows a side view of a glove box 1 of a heating device using microwaves to supplement FIG.

【0019】1は、実質上密閉された槽であり、外気の
混入を実質上遮断するグローブボックスである。実施の
形態1では、グローブボックス1は、所定量のArガス
を充填する。そのグローブボックス1内に充填したAr
ガスは精製機で循環し、水分を極力取り除き、露点を下
げた状態に維持する。2は、大部分がグローブボックス
1内部に配置され、後述するマグネトロン発振部3から
のマイクロ波を、後述する導波管8を介してグローブボ
ックス1に導入し、そのマイクロ波を共振させる目的
で、そのマイクロ波の定在波を立たせるためのアプリケ
ーターである。3は、マイクロ波を発生するマグネトロ
ン発振部である。4は、マグネトロン発振部3に電力を
供給する電源部である。5は、マグネトロン発振部3か
らのマイクロ波が後述する調整棒付き反射板12等で反
射してマグネトロン発振部3に戻らないようにするアイ
ソレーターである。6は、マグネトロン発振部3が発生
したマイクロ波をアプリケーター2に効率よくエネルギ
ー供給するためのチューニングを行うスタブ整合器であ
る。7は、アプリケーター2への入力エネルギーとマグ
ネトロン発振部3側への反射エネルギーを検波する検波
装置である。それらマグネトロン発振部3、電源部4、
アイソレーター5、スタブ整合器6および検波装置7
は、グローブボックス1外に設置される。8は、マグネ
トロン発振部3からのマイクロ波をアプリケーター2に
導く導波管である。9は、導波管8のアプリケーター2
側の開口部に設けられており、マグネトロン発振部3か
らのマイクロ波を透過する、高純度のアルミナ板のマイ
クロ波透過窓である。導波管8は、そのマイクロ波透過
窓9を介してアプリケーター2に接続しており、その接
続部にあるマイクロ波透過窓9は、テフロンのガスケッ
トのパッキング材料を利用して、導波管8とアプリケー
ター2の互いに向き合う開口部を塞ぐように設置されて
おり、マグネトロン発振部3からのマイクロ波の通路は
外気と遮断されている。10は、図2に示すように、グ
ローブボックス1内のアプリケーター2内部で、マイク
ロ波が共振する場所に設けられており、所定の場所を実
質上覆うように、一部が貫通した筒状のサセプター(マ
イクロ波吸収材料)であり、マグネトロン発振部3から
のマイクロ波を吸収し、その吸収したマイクロ波のエネ
ルギーに基づいて輻射熱(放射熱)を発する手段であ
る。そのサセプター10は、シリコンカーバイド(Si
C)で構成されている。11は、図2に示すように、グ
ローブボックス1内のアプリケーター2内部で、サセプ
ター10の周囲に配置され、そのサセプター10を保温
するジルコニアの保温材料である。また、そのジルコニ
アの保温材料11を覆うように、サセプター10を保温
する目的でアルミナのブロックも保温材料11として設
置した。12は、図2に示すように、アプリケーター2
の先、つまり、マグネトロン発振部3側と反対側のアプ
リケーター2の端に設けられ、マグネトロン発振部3と
の距離を調整する調整棒付き反射板である。調整棒付き
反射板12が動くことにより、その調整棒付き反射板1
2とマグネトロン発振部3との距離が変わって、アプリ
ケーター2内で、マイクロ波が定在波となり、マグネト
ロン発振部3からのマイクロ波のエネルギーが、サセプ
ター10に集中する。
Reference numeral 1 denotes a substantially sealed tank, which is a glove box that substantially blocks the entry of outside air. In the first embodiment, the glove box 1 is filled with a predetermined amount of Ar gas. Ar filled in the glove box 1
The gas is circulated in the purifier to remove moisture as much as possible and keep the dew point low. Reference numeral 2 denotes a portion mostly disposed inside the glove box 1 for the purpose of introducing microwaves from a magnetron oscillating section 3 described later into the glove box 1 via a waveguide 8 described later, and resonating the microwaves. , And an applicator for standing the standing wave of the microwave. Reference numeral 3 denotes a magnetron oscillation unit that generates a microwave. Reference numeral 4 denotes a power supply unit that supplies power to the magnetron oscillation unit 3. Reference numeral 5 denotes an isolator that prevents the microwave from the magnetron oscillating unit 3 from being reflected by the reflecting plate 12 with an adjusting rod, which will be described later, and from returning to the magnetron oscillating unit 3. Reference numeral 6 denotes a stub matching unit that performs tuning for efficiently supplying the microwave generated by the magnetron oscillation unit 3 to the applicator 2 as energy. Reference numeral 7 denotes a detector that detects the input energy to the applicator 2 and the reflected energy to the magnetron oscillating unit 3 side. The magnetron oscillator 3, power supply 4,
Isolator 5, stub matching device 6, and detection device 7
Is installed outside the glove box 1. Reference numeral 8 denotes a waveguide for guiding the microwave from the magnetron oscillation unit 3 to the applicator 2. 9 is the applicator 2 of the waveguide 8
It is a microwave transmission window of a high-purity alumina plate that is provided in the opening on the side and transmits microwaves from the magnetron oscillation unit 3. The waveguide 8 is connected to the applicator 2 through the microwave transmission window 9, and the microwave transmission window 9 at the connection portion is formed by using a packing material of a Teflon gasket. The microwave passage from the magnetron oscillating unit 3 is shut off from the outside air. As shown in FIG. 2, a cylindrical portion 10 is provided at a place where microwaves resonate inside the applicator 2 in the glove box 1 and partially penetrates so as to substantially cover a predetermined place. It is a susceptor (microwave absorbing material) that absorbs microwaves from the magnetron oscillating unit 3 and emits radiant heat (radiant heat) based on the energy of the absorbed microwaves. The susceptor 10 is made of silicon carbide (Si)
C). Numeral 11 is a zirconia heat insulating material that is disposed around the susceptor 10 inside the applicator 2 in the glove box 1 and heats the susceptor 10, as shown in FIG. Further, an alumina block was also provided as the heat insulating material 11 for the purpose of keeping the susceptor 10 warm so as to cover the zirconia heat insulating material 11. 12 is an applicator 2 as shown in FIG.
, That is, a reflection plate with an adjustment rod that is provided at the end of the applicator 2 opposite to the magnetron oscillation unit 3 and adjusts the distance from the magnetron oscillation unit 3. When the reflector 12 with the adjustment rod moves, the reflector 1 with the adjustment rod is moved.
The distance between the magnetron oscillating unit 3 and the magnetron oscillating unit 3 changes, and the microwave becomes a standing wave in the applicator 2, and the energy of the microwave from the magnetron oscillating unit 3 is concentrated on the susceptor 10.

【0020】次に、本発明の実施の形態1のマイクロ波
を用いた加熱装置の動作を述べる。
Next, the operation of the heating device using microwaves according to the first embodiment of the present invention will be described.

【0021】実施の形態1では、所定量のArガスに置
換したグローブボックス1内における、セラミック材料
13同士を接合する場合のマイクロ波を用いた加熱装置
の動作を述べる。
In the first embodiment, the operation of the heating device using microwaves in joining the ceramic materials 13 in the glove box 1 replaced with a predetermined amount of Ar gas will be described.

【0022】セラミック材料13同士を接合する場合、
図2に示すように、サセプター10の貫通した部分で、
サセプター10とマグネトロン発振部3とを結ぶ直線に
対して実質上垂直な方向になるように、かつ、セラミッ
ク材料13同士の接合部分がサセプター10に覆われる
ように、2つのセラミック材料13を配置する。さら
に、それら2つのセラミック材料13間に、それら2つ
のセラミック材料13を接着させるための中間フリット
材料14を配置する。つまり、2つのセラミック材料1
3が中間フリット材料14を挟むようにセラミック材料
13および中間フリット材料14を配置する。なお、そ
の中間フリット材料14として、1000〜1500℃
ほどの温度で、溶融するCaO−Al23を使用する。
When the ceramic materials 13 are joined together,
As shown in FIG. 2, at a portion where the susceptor 10 penetrates,
The two ceramic materials 13 are arranged so as to be in a direction substantially perpendicular to a straight line connecting the susceptor 10 and the magnetron oscillating unit 3 and to cover the joint between the ceramic materials 13 with the susceptor 10. . Further, an intermediate frit material 14 for bonding the two ceramic materials 13 is arranged between the two ceramic materials 13. That is, two ceramic materials 1
The ceramic material 13 and the intermediate frit material 14 are arranged such that the 3 sandwiches the intermediate frit material 14. In addition, as the intermediate frit material 14, 1000 to 1500 ° C.
In about the temperature, using the CaO-Al 2 O 3 to melt.

【0023】そして、マグネトロン発振部3が、所定の
エネルギーのマイクロ波を発生し、そのマイクロ波が、
導波管8を通り、マイクロ波透過窓9を透過して、アプ
リケーター2に導かれ、2つのサセプター10に吸収さ
れる。なお、調整棒付き反射板12は、サセプター10
の位置にマイクロ波の共振部分がくるように、いいかえ
ると、マイクロ波のエネルギーがサセプター10の位置
で最大となるように、調整されている。
Then, the magnetron oscillating unit 3 generates a microwave having a predetermined energy, and the microwave is
The light passes through the waveguide 8, passes through the microwave transmission window 9, is guided to the applicator 2, and is absorbed by two susceptors 10. In addition, the reflector 12 with the adjusting rod is used for the susceptor 10.
Is adjusted so that the microwave resonating portion is located at the position of the susceptor 10, in other words, the energy of the microwave is maximized at the position of the susceptor 10.

【0024】つまり、図5の状態は調整前の状態を示
し、図6の状態は反射板12によってその定在波の電界
強度100の最大部位がサセプター10の中心にくるよ
うに調整した状態である。
That is, the state of FIG. 5 shows a state before adjustment, and the state of FIG. 6 shows a state in which the reflector 12 adjusts the maximum part of the electric field intensity 100 of the standing wave to the center of the susceptor 10. is there.

【0025】その後、サセプター10が、吸収したマイ
クロ波のエネルギーに基づいて輻射熱(放射熱)を発
し、数秒から数分という短時間で中間フリット材料14
の温度を、その中間フリット材料14が溶融する所定の
温度に到達させる。そうすると、その中間フリット材料
14が溶融し、溶融した中間フリット材料14を接着材
料として、2つのセラミック材料13同士が接合する。
Thereafter, the susceptor 10 generates radiant heat (radiant heat) based on the absorbed microwave energy, and the intermediate frit material 14 is generated in a short time of several seconds to several minutes.
Is reached to a predetermined temperature at which the intermediate frit material 14 melts. Then, the intermediate frit material 14 is melted, and the two ceramic materials 13 are joined to each other using the melted intermediate frit material 14 as an adhesive material.

【0026】ところで、従来、サセプター10を使用し
ないで、マイクロ波を中間フリット材料14に直接吸収
させてその中間フリット材料14を溶融する場合、その
中間フリット材料14に、マイクロ波を吸収するための
無機カップリング剤を含有させることが必要とされてい
た。それに対し、実施の形態1では、上述したように、
中間フリット材料14は、CaO−Al23であり、マ
イクロ波を吸収するための無機カップリング剤を含有し
ていない。しかしながら、実施の形態1の中間フリット
材料14は、サセプター10からの輻射熱(放射熱)を
吸収するので、高温になり、無機カップリング剤を含有
していなくとも、溶融することが可能となる。
Conventionally, when the microwave is directly absorbed by the intermediate frit material 14 and the intermediate frit material 14 is melted without using the susceptor 10, the intermediate frit material 14 is used to absorb the microwave. It was necessary to include an inorganic coupling agent. In contrast, in the first embodiment, as described above,
Intermediate frit material 14 is a CaO-Al 2 O 3, does not contain an inorganic coupling agent for absorbing the microwave. However, since the intermediate frit material 14 of the first embodiment absorbs radiation heat (radiation heat) from the susceptor 10, it becomes high temperature and can be melted even without containing an inorganic coupling agent.

【0027】なお、実施の形態1では、マイクロ波透過
窓9は、高純度のアルミナ板であるとしたが、マイクロ
波透過窓9は、高純度のテフロン板であってもよい。
Although the microwave transmission window 9 is a high-purity alumina plate in the first embodiment, the microwave transmission window 9 may be a high-purity Teflon plate.

【0028】また、実施の形態1では、保温材料11と
してジルコニアを使用し、また、アルミナのブロックも
設置するとしたが、本発明では、保温手段としての保温
材料11のジルコニアとアルミナを、実施の形態1での
それらの設置場所を互いに入れ替えた場所に設置すると
してもよいし、保温手段としての保温材料11を、ジル
コニアまたはアルミナのみとするとしてもよい。
In the first embodiment, zirconia is used as the heat insulating material 11 and a block of alumina is also provided. However, in the present invention, zirconia and alumina of the heat insulating material 11 are used as heat insulating means. In the first embodiment, the installation locations may be replaced with each other, or only the zirconia or alumina may be used as the thermal insulation material 11 as the thermal insulation means.

【0029】また、実施の形態1では、中間フリット材
料14として、CaO−Al23を使用するとしたが、
本発明では、溶融シール材料としての中間フリット材料
14として、CaO−Al23−SiO2やMgO−A
23−SiO2など、無機カップリング剤を含まない
ものを使用するとしてもよい。
In the first embodiment, CaO—Al 2 O 3 is used as the intermediate frit material 14.
In the present invention, CaO—Al 2 O 3 —SiO 2 or MgO—A
such as l 2 O 3 -SiO 2, may be used which does not contain inorganic coupling agent.

【0030】また、実施の形態1では、中間フリット材
料14を用いて、その中間フリット材料14をサセプタ
ー10からの輻射熱(放射熱)によって溶融させて、そ
の溶融した中間フリット材料14を用いて、その中間フ
リット材料14を挟むように配置されたセラミック材料
13同士を接合するとしたが、本発明では、中間フリッ
ト材料14を用いずに、接合材料としての2つのセラミ
ック材料13の接合部分をサセプター10からの輻射熱
(放射熱)を用いて焼結し、それらセラミック材料13
同士を接合するとしてもよい。
Further, in the first embodiment, the intermediate frit material 14 is melted by radiant heat (radiant heat) from the susceptor 10 using the intermediate frit material 14, and the melted intermediate frit material 14 is used. Although the ceramic materials 13 arranged so as to sandwich the intermediate frit material 14 are joined together, in the present invention, the joint portion of the two ceramic materials 13 as the joining material is used without using the intermediate frit material 14. Sintering using radiant heat (radiant heat) from the ceramic material 13
You may join together.

【0031】(実施の形態2)本発明の実施の形態2の
マイクロ波を用いた加熱装置の構成をその動作とともに
述べる。
(Embodiment 2) A configuration of a heating device using a microwave according to Embodiment 2 of the present invention will be described together with its operation.

【0032】実施の形態2と実施の形態1との違いは、
主として、上述した加熱装置を用いて接合する接合対象
が違うということであるので、実施の形態2では、実施
の形態1と相違するところのみを述べる。
The difference between Embodiment 2 and Embodiment 1 is that
This is mainly because the objects to be joined by using the above-described heating device are different, and therefore, in the second embodiment, only differences from the first embodiment will be described.

【0033】実施の形態2では、片側を封止されてい
て、蒸気圧の高い金属ハロゲン化物を入れた石英ガラス
管15を、金属ハロゲン化物を入れた状態で、所定の位
置で石英ガラス管15を溶融し、その溶融した部分を接
合して、石英ガラス管15を密閉封止する場合のマイク
ロ波を用いた加熱装置の動作を述べる。
In the second embodiment, the quartz glass tube 15 sealed on one side and containing a metal halide having a high vapor pressure is placed at a predetermined position in a state where the metal halide is contained. The operation of the heating device using microwaves in the case where the quartz glass tube 15 is hermetically sealed by joining the melted portions and sealing the fused portion will be described.

【0034】図3に、本発明の実施の形態2のマイクロ
波を用いた加熱装置のグローブボックス1の側面図を示
す。
FIG. 3 is a side view of a glove box 1 of a heating apparatus using microwaves according to a second embodiment of the present invention.

【0035】本発明の実施の形態2のマイクロ波を用い
た加熱装置は、アプリケーター2の一部に、図3の上下
方向に貫通した貫通孔16を設けており、また、その貫
通孔16とサセプター10の貫通部分とが重なるよう
に、サセプター10は、設置されている。さらに、本発
明の実施の形態2のマイクロ波を用いた加熱装置は、貫
通孔16の所定の上方に排気管17を設けている。
In the heating device using microwaves according to the second embodiment of the present invention, a through hole 16 penetrating vertically in FIG. 3 is provided in a part of the applicator 2. The susceptor 10 is installed such that the penetrating portion of the susceptor 10 overlaps. Further, in the heating device using microwaves according to the second embodiment of the present invention, an exhaust pipe 17 is provided at a predetermined position above the through hole 16.

【0036】そして、Arガスで置換されたグローブボ
ックス1内で、石英ガラス管15に密閉封入される金属
ハロゲン化物の酸化を防止した状態で、片側をあらかじ
め封止された石英ガラス管15に金属ハロゲン化物を入
れ、封止された部分が下になるようにして、石英ガラス
管15を貫通孔16にさし込み、金属ハロゲン化物を入
れた状態で、石英ガラス管15の密閉封止するべき所定
の部分がサセプター10の貫通した部分に位置するよう
に、石英ガラス管15を配置する。次に、石英ガラス管
15の封止されていない方を排気管17と接続し、その
排気管17と接続している、グローブボックス1外部の
真空ポンプによって、石英ガラス管15内を減圧排気す
る。
In the glove box 1 replaced with Ar gas, the metal halide sealed in the quartz glass tube 15 is prevented from being oxidized, and the metal is placed in the quartz glass tube 15 whose one side is sealed in advance. The quartz glass tube 15 is inserted into the through-hole 16 with the halide put therein so that the sealed portion faces down, and the quartz glass tube 15 is to be hermetically sealed with the metal halide put therein. The quartz glass tube 15 is arranged so that a predetermined portion is located at a portion where the susceptor 10 penetrates. Next, the unsealed side of the quartz glass tube 15 is connected to the exhaust tube 17, and the inside of the quartz glass tube 15 is evacuated by a vacuum pump connected to the exhaust tube 17 outside the glove box 1. .

【0037】その後、マグネトロン発振部3が、所定の
エネルギーのマイクロ波を発生し、そのマイクロ波が、
導波管8を通り、マイクロ波透過窓9を透過して、アプ
リケーター2に導かれ、サセプター10に吸収される。
Thereafter, the magnetron oscillation unit 3 generates a microwave having a predetermined energy, and the microwave is
The light passes through the microwave transmission window 9 through the waveguide 8, is guided to the applicator 2, and is absorbed by the susceptor 10.

【0038】そして、サセプター10が、吸収したマイ
クロ波のエネルギーに基づいて輻射熱(放射熱)を発
し、所定の部分の石英ガラス管15を軟化溶融し、その
軟化溶融した部分を接合する。なお、石英ガラス管15
は、軟化溶融すると、その軟化溶融した部分が自重で垂
れてくるので、マグネトロン発振部3が発生するマイク
ロ波のエネルギーを適切なエネルギー、および/また
は、サセプター10へのエネルギー供給時間を適切な時
間とする必要がある。このように、マグネトロン発振部
3が発生するマイクロ波のエネルギー、および/また
は、サセプター10へのエネルギー供給時間を適切に制
御すると、短時間で石英ガラス管15の封止を行うこと
ができる。
Then, the susceptor 10 emits radiant heat (radiant heat) based on the energy of the absorbed microwave, softens and melts a predetermined portion of the quartz glass tube 15, and joins the softened and melted portion. The quartz glass tube 15
In the case of softening and melting, the softened and melted portion hangs down by its own weight, so that the microwave energy generated by the magnetron oscillating unit 3 is supplied with appropriate energy and / or the energy supply time to the susceptor 10 is set with appropriate time. It is necessary to As described above, by appropriately controlling the energy of the microwave generated by the magnetron oscillation unit 3 and / or the time for supplying the energy to the susceptor 10, the quartz glass tube 15 can be sealed in a short time.

【0039】なお、サセプター10と石英ガラス管15
との隙間を調整することにより、石英ガラス管15に加
える熱量、いいかえると、石英ガラス管15の温度分布
を調整することができる。例えば、アプリケーター2に
設けられた貫通孔16の径を大きくし、それとともに、
サセプター10の貫通部分の径も大きくすると、石英ガ
ラス管15の高温になる領域が狭くなり、高温となる領
域が一部分に限られ、サセプター10と石英ガラス管1
5との隙間を小さくすると、石英ガラス管15の高温に
なる領域が広くなるということである。したがって、サ
セプター10と石英ガラス管15との隙間を調整するこ
とにより、石英ガラス管15を局所的に加熱することが
でき、その加熱部以外への熱的影響を押さえることがで
きる。
The susceptor 10 and the quartz glass tube 15
By adjusting the gap, the amount of heat applied to the quartz glass tube 15, in other words, the temperature distribution of the quartz glass tube 15 can be adjusted. For example, the diameter of the through hole 16 provided in the applicator 2 is increased,
If the diameter of the penetrating portion of the susceptor 10 is also increased, the high temperature region of the quartz glass tube 15 is narrowed, and the high temperature region is limited to a part.
5 means that the area where the temperature of the quartz glass tube 15 becomes high becomes wider when the gap between the quartz glass tube 15 and the tube 5 is reduced. Therefore, by adjusting the gap between the susceptor 10 and the quartz glass tube 15, the quartz glass tube 15 can be locally heated, and the thermal effect on portions other than the heating portion can be suppressed.

【0040】ところで、従来、グローブボックス1のA
rガス雰囲気中では、ArアークをとばすArバーナー
を用いるなどして石英ガラス管15を密閉封止してい
た。このように、グローブボックス1中でArバーナー
を使用する場合、作業性が悪くなり、また、グローブボ
ックス1内全体の温度が上がるため、圧力が上昇し、安
全性を考慮すると、手際よく作業する必要があった。さ
らに、Arバーナーを用いて石英ガラス管15を溶融接
合すると、石英のシリカの粉や非常に細い糸状の石英が
多数発生するので、それらを取り除く処理が必要とな
り、その処理をグローブボックス1内で行うことは、困
難を極めていた。
By the way, conventionally, the A of the glove box 1
In an r gas atmosphere, the quartz glass tube 15 was hermetically sealed by using an Ar burner for blowing an Ar arc. As described above, when the Ar burner is used in the glove box 1, workability is deteriorated, and the temperature of the entire glove box 1 is increased. Needed. Furthermore, when the quartz glass tube 15 is melt-bonded using an Ar burner, a large amount of quartz silica powder and very fine thread-like quartz are generated, and a process for removing these is required. Doing it was extremely difficult.

【0041】しかしながら、以上説明してきたように、
本発明の実施の形態2のマイクロ波を用いた加熱装置で
は、Arガスを充填したグローブボックス1内で、Ar
バーナーを用いることなく、石英ガラス管15の密閉封
止を容易に行うことができるようになった。
However, as explained above,
In the heating device using microwaves according to the second embodiment of the present invention, Ar gas is filled in glove box 1 filled with Ar gas.
The hermetic sealing of the quartz glass tube 15 can be easily performed without using a burner.

【0042】したがって、本発明の実施の形態2のマイ
クロ波を用いた加熱装置によって、上述した、蒸気圧の
高い金属ハロゲン化物を石英ガラス管15へ密閉封入す
ることや、石英ガラス管15と酸化を極端に嫌う材料な
どを石英ガラス管15に密閉封入することが、容易にで
きるようになった。
Therefore, the above-described metal halide having a high vapor pressure can be hermetically sealed in the quartz glass tube 15 by the heating device using the microwave according to the second embodiment of the present invention, and the quartz glass tube 15 and the oxidized metal halide can be oxidized. It is now easy to hermetically seal a material or the like that extremely dislikes in the quartz glass tube 15.

【0043】なお、実施の形態2では、石英ガラス管1
5に密閉封入される物質は、金属ハロゲン化物であると
したが、石英ガラス管15に密閉封入される物質は、水
銀、金属および/または金属ハロゲン化物であるとして
もよい。
In the second embodiment, the quartz glass tube 1
Although the material hermetically sealed in 5 is metal halide, the material hermetically sealed in quartz glass tube 15 may be mercury, metal and / or metal halide.

【0044】(実施の形態3)本発明の実施の形態3の
マイクロ波を用いた加熱装置の構成をその動作とともに
述べる。
(Embodiment 3) The configuration of a heating device using a microwave according to Embodiment 3 of the present invention will be described together with its operation.

【0045】実施の形態3と実施の形態1または2との
違いは、主として、上述した加熱装置を用いて接合する
接合対象が違うということであるので、実施の形態3で
は、実施の形態1または2と相違するところのみを述べ
る。
The difference between the third embodiment and the first or second embodiment is mainly that the objects to be joined by using the above-described heating device are different. Therefore, in the third embodiment, the first embodiment is different from the first or second embodiment. Or, only the differences from 2 are described.

【0046】実施の形態3では、酸化を嫌うMoやW等
の円柱状の金属棒18と石英ガラス管15とを封止する
場合のマイクロ波を用いた加熱装置の動作を述べる。
In the third embodiment, the operation of the heating device using microwaves for sealing the cylindrical metal rod 18 made of Mo, W or the like, which does not like oxidation, and the quartz glass tube 15 will be described.

【0047】図4に、本発明の実施の形態3のマイクロ
波を用いた加熱装置によって、酸化を嫌う金属棒18と
石英ガラス管15とを封止する場合の石英ガラス管1
5、金属棒18および傾斜ガラス19の配置図を示す。
なお、傾斜ガラス19は、石英ガラス管15と金属棒1
8とを接着させるための材料であり、熱膨張係数が場所
によって段階的に異なり、石英ガラス管15と接する側
の熱膨張係数を(1〜8)×10-7/℃、金属棒18と
接する側の熱膨張係数を(10〜100)×10 -7/℃
とするものである。図4(a)は、上述した石英ガラス
管15、金属棒18および傾斜ガラス19の配置を側面
からみた断面図である。図4(b)は、石英ガラス管1
5、金属棒18および傾斜ガラス19の配置の上面図で
ある。
FIG. 4 shows a micro structure according to the third embodiment of the present invention.
By the heating device using the wave, the metal rod 18 that dislikes oxidation
Quartz glass tube 1 for sealing with quartz glass tube 15
5 shows an arrangement diagram of the metal rod 18 and the inclined glass 19.
Note that the inclined glass 19 is composed of the quartz glass tube 15 and the metal rod 1.
8 is a material for bonding with a material having a thermal expansion coefficient
Stepwise, depending on the side in contact with the quartz glass tube 15
The coefficient of thermal expansion of (1-8) × 10-7/ ℃, with metal rod 18
The coefficient of thermal expansion of the contacting side is (10-100) × 10 -7/ ℃
It is assumed that. FIG. 4A shows the quartz glass described above.
Arrangement of tube 15, metal rod 18 and inclined glass 19 on the side
It is sectional drawing seen from. FIG. 4B shows a quartz glass tube 1.
5, the top view of the arrangement of the metal rod 18 and the inclined glass 19
is there.

【0048】先ず、Arガスで置換されたグローブボッ
クス1内で、図4に示すように、熱膨張係数の小さい側
が石英ガラス管15に接し、熱膨張係数の大きい側が金
属棒18に接するように、傾斜ガラス19を、石英ガラ
ス管15の中に金属棒18とともに配置する。次に、図
3に示したように、本発明の実施の形態3のマイクロ波
を用いた加熱装置のサセプター10の貫通部分に、金属
棒18および傾斜ガラス19を配置した石英ガラス管1
5を配置する。
First, in the glove box 1 replaced with Ar gas, as shown in FIG. 4, the side having a small coefficient of thermal expansion contacts the quartz glass tube 15 and the side having a large coefficient of thermal expansion contacts the metal rod 18. The inclined glass 19 is arranged in the quartz glass tube 15 together with the metal rod 18. Next, as shown in FIG. 3, a quartz glass tube 1 in which a metal rod 18 and an inclined glass 19 are arranged in a penetrating portion of a susceptor 10 of a heating device using microwaves according to a third embodiment of the present invention.
5 is arranged.

【0049】そして、マグネトロン発振部3からの所定
のエネルギーのマイクロ波が、サセプター10に吸収さ
れ、そのサセプター10が、吸収したマイクロ波のエネ
ルギーに基づいて輻射熱(放射熱)を発し、傾斜ガラス
19を軟化溶融し、その傾斜ガラス19を接着材料とし
て石英ガラス管15と金属棒18とを接合し、封止す
る。
Then, the microwave having a predetermined energy from the magnetron oscillating unit 3 is absorbed by the susceptor 10, and the susceptor 10 emits radiant heat (radiant heat) based on the energy of the absorbed microwave. Is softened and melted, and the quartz glass tube 15 and the metal rod 18 are joined and sealed using the inclined glass 19 as an adhesive material.

【0050】なお、実施の形態3では、本発明の金属部
材として円柱状の金属棒18を用いたが、本発明の金属
部材は、円柱状の金属棒18に限らず、角柱形状の金属
棒や板状の金属などであってもよい。
In the third embodiment, the cylindrical metal rod 18 is used as the metal member of the present invention. However, the metal member of the present invention is not limited to the cylindrical metal rod 18 but may be a prismatic metal rod. Or a plate-like metal.

【0051】なお、本発明では、マイクロ波発生手段と
してマグネトロン発振部3、熱発生手段としてサセプタ
ー10、保温手段として保温材料11、密閉槽としてグ
ローブボックス1、溶融シール材料として、実施の形態
1では中間フリット材料14、実施の形態3では傾斜ガ
ラス19、接合対象として、実施の形態1では2つのセ
ラミック材料13、実施の形態2では石英ガラス管1
5、実施の形態3では石英ガラス管15と金属棒18と
を用いた。
In the present invention, the magnetron oscillating unit 3 as the microwave generating means, the susceptor 10 as the heat generating means, the heat insulating material 11 as the heat insulating means, the glove box 1 as the closed tank, and the molten sealing material in the first embodiment are used. The intermediate frit material 14, the inclined glass 19 in the third embodiment, the two ceramic materials 13 in the first embodiment as a joining target, and the quartz glass tube 1 in the second embodiment
5. In the third embodiment, the quartz glass tube 15 and the metal rod 18 are used.

【0052】また、実施の形態1、2および3では、グ
ローブボックス1は、所定量のArガスのみを充填する
としたが、本発明では、密閉槽としてのグローブボック
ス1は、Arガス以外の希ガスのみを所定量充填すると
してもよいし、グローブボックス1内を、実質上真空の
状態とするとしてもよい。
In the first, second and third embodiments, the glove box 1 is filled with only a predetermined amount of Ar gas. However, in the present invention, the glove box 1 as a closed tank is made of rare gas other than Ar gas. Only a predetermined amount of gas may be charged, or the inside of the glove box 1 may be substantially in a vacuum state.

【0053】また、実施の形態1、2および3では、接
合対象としての2つのセラミック材料13、石英ガラス
管15、または、石英ガラス管15と金属棒18と溶融
シール材料としての傾斜ガラス19とを所定の位置に配
置するとしたが、本発明では、本発明のマイクロ波を用
いた加熱装置の使用者が、接合対象および/または溶融
シール材料を所定の位置に配置するように、密閉槽とし
てグローブボックス1のグローブを用いて、手で固定し
てもよい。要するに、接合対象および/または溶融シー
ル材料が所定の位置に配置されさえすればよい。
In the first, second and third embodiments, the two ceramic materials 13 to be joined, the quartz glass tube 15, or the quartz glass tube 15, the metal rod 18, and the inclined glass 19 as the fusion sealing material are used. In the present invention, the user of the heating device using the microwave of the present invention, as a sealed tank, so as to place the object to be joined and / or the molten sealing material at the predetermined position. The gloves of the glove box 1 may be used for fixing by hand. In short, all that is required is that the objects to be joined and / or the molten sealing material be arranged in place.

【0054】また、実施の形態1、2および3では、サ
セプター10の形状は、所定の場所を実質上覆うよう
に、一部が貫通した筒状であるとしたが、本発明の熱発
生手段としてのサセプター10の形状は、板状や、筒を
縦に割ったような形状であってもよい。要するに、本発
明の熱発生手段としてのサセプター10は、マイクロ波
発生手段としてのマグネトロン発振部3からのマイクロ
波を吸収し、その吸収したマイクロ波のエネルギーに基
づいて輻射熱(放射熱)を発する手段でありさえすれば
よく、形状については、特に筒状という形状に限定され
るものではない。ただし、本発明の熱発生手段としての
サセプター10の形状が筒状でない場合、接合対象およ
び/または溶融シール材料は、サセプター10からの所
定の熱を吸収することができる、サセプター10から所
定の距離の位置に配置されなければならない。
In the first, second and third embodiments, the susceptor 10 has a cylindrical shape with a part penetrating so as to substantially cover a predetermined place. The shape of the susceptor 10 may be a plate shape or a shape obtained by vertically dividing a tube. In short, the susceptor 10 as the heat generating means of the present invention absorbs the microwave from the magnetron oscillating unit 3 as the microwave generating means, and emits radiant heat (radiant heat) based on the energy of the absorbed microwave. The shape is not particularly limited to a cylindrical shape. However, when the shape of the susceptor 10 as the heat generating means of the present invention is not cylindrical, the object to be joined and / or the molten sealing material can absorb a predetermined heat from the susceptor 10 and a predetermined distance from the susceptor 10. Must be located at

【0055】また、実施の形態1、2および3では、本
発明のマイクロ波を用いた加熱装置を用いて、その装置
のグローブボックス1内にArガスを充填し、Arガス
雰囲気中で、2つのセラミック材料13を接合する場合
と、石英ガラス管15を密閉封止する場合と、石英ガラ
ス管15と金属棒18とを封止する場合とを述べてきた
が、本発明のマイクロ波を用いた加熱装置は、その装置
の密閉槽としてのグローブボックス1内にArガス等の
希ガスを充填し、希ガス雰囲気中で、例えばMoやW等
の酸化を嫌う金属同士を接合する場合についても、使用
することができることは、言うまでもない。また、本発
明では、上述した金属同士の接合を、密閉槽としてのグ
ローブボックス1を実質上真空状態にして行ってもよ
い。また、本発明では、接合対象が、金属のような酸化
を嫌う物質ではなく、セラミック材料13のように、A
rガス等の希ガス雰囲気中や、実質上真空中で接合する
必要のないものであれば、そのような接合対象をArガ
ス等の希ガス雰囲気中や、実質上真空中で接合する必要
はない。
In the first, second and third embodiments, the glove box 1 of the apparatus is filled with Ar gas using the heating device using microwave of the present invention, and the heating is performed in an Ar gas atmosphere. The case where the two ceramic materials 13 are joined, the case where the quartz glass tube 15 is hermetically sealed, and the case where the quartz glass tube 15 and the metal rod 18 are sealed have been described. The heating device used in the present invention is also applicable to a case in which a rare gas such as Ar gas is filled in a glove box 1 serving as a closed tank of the device, and metals such as Mo and W which are not oxidized are bonded in a rare gas atmosphere. Needless to say, can be used. Further, in the present invention, the above-described bonding between metals may be performed with the glove box 1 serving as a closed tank being in a substantially vacuum state. Further, in the present invention, the joining object is not a substance that dislikes oxidation such as a metal,
If there is no need to join in a rare gas atmosphere such as r gas or substantially in a vacuum, it is not necessary to join such a bonding target in a rare gas atmosphere such as Ar gas or in a substantially vacuum. Absent.

【0056】さらに、本発明では、マグネトロン発振部
3が発生するマイクロ波のエネルギーパワー、サセプタ
ー10の形状および/または保温材料11の大きさを制
御することによって、適切に接合対象を接合することが
できる。
Further, in the present invention, by appropriately controlling the energy power of the microwave generated by the magnetron oscillating section 3, the shape of the susceptor 10, and / or the size of the heat insulating material 11, it is possible to appropriately join the objects to be joined. it can.

【0057】また、本発明の他の実施の形態として、一
個の接合対象を接合する毎に、そのサセプター10を冷
却する方法も考えられる。
Further, as another embodiment of the present invention, a method of cooling the susceptor 10 each time one joining object is joined can be considered.

【0058】すなわち、貫通孔16に一個の接合対象を
挿入して接合し、それを貫通孔16から引き出した後、
図7に示すように、貫通孔16に液体窒素などの冷媒を
導入することにより、保温材料11によってかなり高温
になった部位を冷却して通常の温度に戻し、その後、別
の一個の接合対象を挿入して接合していく。
That is, one object to be joined is inserted into the through hole 16 and joined, and after it is pulled out from the through hole 16,
As shown in FIG. 7, by introducing a coolant such as liquid nitrogen into the through-hole 16, the portion heated to a considerably high temperature by the heat retaining material 11 is cooled to a normal temperature, and then another one of the objects to be joined is connected. Insert and join.

【0059】図8は冷却方法の一例を示す図である。貫
通孔16へパイプ23を冷却の際挿入し、そのパイプ2
3の中に、上記冷媒や冷風を通過させる。これによって
高温になりすぎたサセプター10を冷却できる。なお、
パイプ23まで冷媒や冷風を送るために、パイプ23の
直下にノズル24を配し、密閉弁20を用いて冷媒等を
送るようにする。なお、ロータリーポンプ22と調圧弁
21によってグローブボックス1内が一定圧力になるよ
うに調節を行う。
FIG. 8 is a diagram showing an example of the cooling method. A pipe 23 is inserted into the through hole 16 at the time of cooling, and
The above-mentioned refrigerant and cold air are passed through 3. Thereby, the susceptor 10 that has become too hot can be cooled. In addition,
In order to send a refrigerant or cold air to the pipe 23, a nozzle 24 is disposed immediately below the pipe 23, and the refrigerant or the like is sent using the sealing valve 20. The glove box 1 is adjusted to have a constant pressure by the rotary pump 22 and the pressure regulating valve 21.

【0060】このように接合対象を接合する毎に、サセ
プターを冷却する理由は、本加熱装置は保温効果の非常
によい装置であるため、一つのサンプルから次のサンプ
ルに交換する際、サセプターが高温すぎると交換作業が
難しくなることを避けるためである。
The reason that the susceptor is cooled every time the object to be joined is cooled is that the present susceptor has a very good heat retaining effect. Therefore, when the susceptor is changed from one sample to the next sample, the susceptor is cooled. If the temperature is too high, the replacement work is prevented from becoming difficult.

【0061】[0061]

【発明の効果】以上説明したところから明らかなよう
に、本発明は、マイクロ波に透明な材料を高温にするこ
とができる、マイクロ波を用いた加熱装置およびその装
置による接合対象の接合方法を提供することができる。
As is apparent from the above description, the present invention provides a heating apparatus using microwaves and a method for joining objects to be joined by the apparatus, which can raise the temperature of a material transparent to microwaves. Can be provided.

【0062】また、本発明は、Arガス等の希ガス雰囲
気中または実質上真空中において、マイクロ波に透明な
材料を高温にすることができる、マイクロ波を用いた加
熱装置およびその装置による接合対象の接合方法を提供
することができる。
The present invention also provides a heating apparatus using microwaves and a bonding apparatus using the same, which can raise the temperature of a material transparent to microwaves in an atmosphere of a rare gas such as Ar gas or substantially in a vacuum. An object joining method can be provided.

【0063】その結果、セラミック材料同士の接合、石
英ガラス管の封止、または、酸化を嫌う、高融点の金属
同士や、金属とセラミック材料や石英ガラス管との接合
等を、Arガス等の希ガス雰囲気中または実質上真空中
で、容易に行うことができるようになった。
As a result, the joining of ceramic materials, the sealing of quartz glass tubes, or the joining of metals having a high melting point, or the joining of metals with ceramic materials or quartz glass tubes, which are liable to be oxidized, can be carried out using Ar gas or the like. This can be easily performed in a rare gas atmosphere or substantially in a vacuum.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のマイクロ波を用いた加熱装置の側面図FIG. 1 is a side view of a heating device using a microwave of the present invention.

【図2】本発明の実施の形態1のマイクロ波を用いた加
熱装置のグローブボックスの側面図
FIG. 2 is a side view of a glove box of the heating device using microwaves according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施の形態2のマイクロ波を用いた加
熱装置のグローブボックスの側面図
FIG. 3 is a side view of a glove box of a heating device using a microwave according to the second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施の形態3のマイクロ波を用いた加
熱装置によって、石英ガラス管と金属棒とを封止する場
合の石英ガラス管、金属棒および傾斜ガラスの配置図
FIG. 4 is a layout diagram of a quartz glass tube, a metal bar, and an inclined glass when a quartz glass tube and a metal bar are sealed by the heating device using microwaves according to the third embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施の形態において、反射板を用いて
定在波の生成位置を調整しているところを示す図
FIG. 5 is a diagram showing a state where a standing wave generation position is adjusted using a reflector in the embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施の形態において、反射板を用いて
定在波の生成位置を調整しているところを示す図
FIG. 6 is a diagram showing a state where a standing wave generation position is adjusted using a reflector in the embodiment of the present invention.

【図7】本発明の実施の形態において、サセプターを冷
却している様子を示す図
FIG. 7 is a diagram showing a state in which the susceptor is cooled in the embodiment of the present invention.

【図8】本発明の実施の形態において、サセプターを冷
却している様子を示す図
FIG. 8 is a diagram showing a state in which the susceptor is being cooled in the embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 グローブボックス 2 アプリケーター 3 マグネトロン発振部 4 電源部 5 アイソレーター 6 スタブ整合器 7 検波装置 8 導波管 9 マイクロ波透過窓 10 サセプター 11 保温材料 12 調整棒付き反射板 13 セラミック材料 14 中間フリット材料 15 石英ガラス管 16 貫通孔 17 排気管 18 金属棒 19 傾斜ガラス 20 密閉弁 21 調圧弁 22 ポンプ 23 パイプ 24 ノズル DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Glove box 2 Applicator 3 Magnetron oscillation part 4 Power supply part 5 Isolator 6 Stub matching device 7 Detector 8 Waveguide 9 Microwave transmission window 10 Susceptor 11 Heat insulating material 12 Reflector with adjusting rod 13 Ceramic material 14 Intermediate frit material 15 Quartz Glass tube 16 Through hole 17 Exhaust tube 18 Metal rod 19 Inclined glass 20 Sealing valve 21 Pressure regulating valve 22 Pump 23 Pipe 24 Nozzle

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 保知 昌 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 佐治 他三郎 大阪府大阪市淀川区新高2丁目4番36号 富士電波工業株式会社内 (72)発明者 酒井 了三 大阪府大阪市北区天満1丁目15番13号 株 式会社モトヤマ内 (72)発明者 山本 健二 大阪府大阪市淀川区新高2丁目4番36号 富士電波工業株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor: Masaru Yachi 1006, Kazuma, Kadoma, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Inventor: Tozaburo Saji 2-36-3, Shindaka, Yodogawa-ku, Osaka-shi, Osaka Inside Fuji Radio Industry Co., Ltd. (72) Ryozo Sakai 1-15-13 Tenma, Kita-ku, Osaka-shi, Osaka Prefecture Inside Motoyama Co., Ltd. (72) Kenji Yamamoto 2-4-2 Shindaka, Yodogawa-ku, Osaka-shi, Osaka No. 36 Fuji Electric Co., Ltd.

Claims (17)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】マイクロ波を発生するマイクロ波発生手段
と、所定の場所を実質上覆うように配置されるととも
に、前記マイクロ波発生手段からのマイクロ波を吸収
し、その吸収したマイクロ波に基づいて熱を発生する熱
発生手段とを備えたことを特徴とするマイクロ波を用い
た加熱装置。
1. A microwave generating means for generating microwaves, wherein the microwave generating means is arranged to substantially cover a predetermined place, absorbs microwaves from the microwave generating means, and is configured based on the absorbed microwaves. And a heat generating means for generating heat.
【請求項2】前記熱発生手段は、筒状の形状をしている
ことを特徴とする請求項1記載のマイクロ波を用いた加
熱装置。
2. A heating device using microwave according to claim 1, wherein said heat generating means has a cylindrical shape.
【請求項3】前記熱発生手段の周囲に配置され、前記熱
発生手段を保温する保温手段を備えたことを特徴とする
請求項1または2記載のマイクロ波を用いた加熱装置。
3. The heating device using microwave according to claim 1, further comprising a heat retaining means arranged around the heat generating means and keeping the heat generating means warm.
【請求項4】外気の混入を実質上遮断する密閉槽を備
え、その密閉槽は、前記熱発生手段および前記保温手段
を有することを特徴とする請求項1から3のいずれかに
記載のマイクロ波を用いた加熱装置。
4. The micro-micrometer according to claim 1, further comprising a sealed tank for substantially blocking entry of outside air, wherein the sealed tank has the heat generating means and the heat retaining means. A heating device using waves.
【請求項5】前記熱発生手段は、SiCであることを特
徴とする請求項1から4のいずれかに記載のマイクロ波
を用いた加熱装置。
5. The heating device using microwave according to claim 1, wherein said heat generating means is SiC.
【請求項6】前記保温手段は、ジルコニアおよび/また
はアルミナであることを特徴とする請求項3から5のい
ずれかに記載のマイクロ波を用いた加熱装置。
6. A heating apparatus using microwave according to claim 3, wherein said heat retaining means is zirconia and / or alumina.
【請求項7】請求項1から6のいずれかに記載のマイク
ロ波を用いた加熱装置を用い、その装置の熱発生手段か
ら所定の距離の位置または前記熱発生手段で覆われた位
置に接合対象を配置し、前記熱発生手段からの熱を利用
して、前記接合対象を接合することを特徴とするマイク
ロ波を用いた加熱装置による接合対象の接合方法。
7. A heating device using a microwave according to any one of claims 1 to 6, which is joined to a position at a predetermined distance from a heat generating means of the device or a position covered by the heat generating means. A method for joining objects to be joined by a heating device using microwaves, wherein the objects are arranged and the objects to be joined are joined using heat from the heat generating means.
【請求項8】請求項1から6のいずれかに記載のマイク
ロ波を用いた加熱装置を用い、その装置の熱発生手段か
ら所定の距離の位置または前記熱発生手段で覆われた位
置に溶融シール材料を配置し、また、その溶融シール材
料を挟むように接合対象を配置し、前記熱発生手段から
の熱を利用して、前記溶融シール材料を溶融し、その溶
融した溶融シール材料を用いて、前記接合対象を接合す
ることを特徴とするマイクロ波を用いた加熱装置による
接合対象の接合方法。
8. A heating device using a microwave according to any one of claims 1 to 6, wherein the heating device is melted at a position at a predetermined distance from the heat generating means or at a position covered by the heat generating means. The sealing material is arranged, and the joining object is arranged so as to sandwich the molten sealing material, using the heat from the heat generating means, the molten sealing material is melted, and the melted sealing material is used. And joining the objects to be joined by a heating device using microwaves.
【請求項9】請求項4から6のいずれかに記載のマイク
ロ波を用いた加熱装置を用い、その装置の密閉槽を所定
量の希ガスで満たすか、または、実質上真空にして、前
記密閉槽内において、前記加熱装置の熱発生手段から所
定の距離の位置または前記熱発生手段で覆われた位置に
接合対象を配置し、前記熱発生手段からの熱を利用し
て、前記接合対象を接合することを特徴とするマイクロ
波を用いた加熱装置による接合対象の接合方法。
9. A heating apparatus using a microwave according to any one of claims 4 to 6, wherein a closed tank of the apparatus is filled with a predetermined amount of a rare gas or is substantially evacuated. In the closed vessel, a joining target is arranged at a position at a predetermined distance from the heat generating means of the heating device or at a position covered by the heat generating means, and utilizing the heat from the heat generating means, A method for joining objects to be joined by a heating device using microwaves, wherein the objects are joined.
【請求項10】請求項4から6のいずれかに記載のマイ
クロ波を用いた加熱装置を用い、その装置の密閉槽を所
定量の希ガスで満たすか、または、実質上真空にして、
前記密閉槽内において、前記加熱装置の熱発生手段から
所定の距離の位置または前記熱発生手段で覆われた位置
に溶融シール材料を配置し、また、その溶融シール材料
を挟むように接合対象を配置し、前記熱発生手段からの
熱を利用して、前記溶融シール材料を溶融し、その溶融
した溶融シール材料を用いて、前記接合対象を接合する
ことを特徴とするマイクロ波を用いた加熱装置による接
合対象の接合方法。
10. A heating device using a microwave according to any one of claims 4 to 6, wherein a closed tank of the device is filled with a predetermined amount of a rare gas or is substantially evacuated.
In the closed vessel, the molten sealing material is arranged at a position at a predetermined distance from the heat generating means of the heating device or at a position covered by the heat generating means, and the objects to be joined are sandwiched by the molten sealing material. Heating using microwaves, wherein the heating is performed by using the heat from the heat generating means to melt the molten sealing material, and joining the objects to be joined by using the molten sealing material. The joining method of the joining object by the device.
【請求項11】前記接合対象は、片側を封止された、所
定の物を入れたガラス管であり、前記所定の物を入れた
状態で、前記密閉槽内において、前記熱発生手段から所
定の距離の位置または前記熱発生手段で覆われた位置に
前記ガラス管を配置し、所定の位置で前記ガラス管を溶
融し、その溶融した部分を接合して、前記ガラス管を密
閉封止することを特徴とする請求項9記載のマイクロ波
を用いた加熱装置による接合対象の接合方法。
11. The object to be joined is a glass tube having a predetermined object sealed on one side and containing a predetermined object. The glass tube is disposed at a distance of or a position covered with the heat generating means, the glass tube is melted at a predetermined position, and the melted portion is joined to hermetically seal the glass tube. The method for joining objects to be joined by a heating device using microwave according to claim 9.
【請求項12】前記所定の物は、水銀、金属および/ま
たは金属ハロゲン化物であることを特徴とする請求項1
1記載のマイクロ波を用いた加熱装置による接合対象の
接合方法。
12. The apparatus according to claim 1, wherein said predetermined substance is mercury, a metal and / or a metal halide.
A method for joining objects to be joined by a heating device using microwaves according to claim 1.
【請求項13】前記接合対象は、石英ガラス管と金属部
材であり、前記溶融シール材料は、熱膨張係数が場所に
よって段階的に異なる傾斜材料であり、熱膨張係数の小
さい側が前記石英ガラス管に接し、熱膨張係数の大きい
側が前記金属部材に接するように、前記石英ガラス管の
中に前記金属部材と前記傾斜材料とを配置したことを特
徴とする請求項10記載のマイクロ波を用いた加熱装置
による接合対象の接合方法。
13. The fused object is a quartz glass tube and a metal member, and the molten sealing material is a graded material having a coefficient of thermal expansion that varies stepwise depending on the location, and the side having the smaller coefficient of thermal expansion is the quartz glass tube. 11. The microwave according to claim 10, wherein the metal member and the inclined material are arranged in the quartz glass tube such that a side having a large thermal expansion coefficient contacts the metal member. A method of joining objects to be joined by a heating device.
【請求項14】前記傾斜材料は、前記石英ガラス管と接
する側の熱膨張係数を(1〜8)×10-7/℃、前記金
属部材と接する側の熱膨張係数を(10〜100)×1
-7/℃とする傾斜ガラスであることを特徴とする請求
項13記載のマイクロ波を用いた加熱装置による接合対
象の接合方法。
14. The gradient material has a thermal expansion coefficient of (1-8) × 10 -7 / ° C. on the side in contact with the quartz glass tube and a thermal expansion coefficient of (10-100) on the side in contact with the metal member. × 1
14. The method for joining objects to be joined by a heating device using microwave according to claim 13, wherein the glass is inclined glass having a temperature of 0 -7 / ° C.
【請求項15】前記接合対象はマイクロ波を透過する性
質の材料で構成されていることを特徴とする請求項7〜
14のいずれかに記載のマイクロ波を用いた加熱装置に
よる接合対象の接合方法。
15. The semiconductor device according to claim 7, wherein said object to be joined is made of a material having a property of transmitting microwaves.
14. A method for joining objects to be joined by a heating device using microwaves according to any one of 14.
【請求項16】前記接合対象は、前記熱発生手段の融点
より低い融点を有する材料で構成されていることを特徴
とする請求項7〜14のいずれかに記載のマイクロ波を
用いた加熱装置による接合対象の接合方法。
16. The heating device using microwave according to claim 7, wherein said object to be joined is made of a material having a melting point lower than the melting point of said heat generating means. Method of joining the objects to be joined.
【請求項17】前記接合対象を一つ接合する毎に、前記
熱発生手段を冷却することを特徴とする請求項7〜16
のいずれかに記載のマイクロ波を用いた加熱装置による
接合対象の接合方法。
17. The heat generating means is cooled every time one of the objects to be joined is joined.
A method for joining objects to be joined by a heating device using a microwave according to any one of the above.
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