JPS62296959A - 整流素子の外囲器の製造方法 - Google Patents

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】 ３、発明の詳細な説明 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明はサイリスタ整流素子の外囲器に関し、更に詳し
くは、従来の製造工程よりも工程を短縮して製造するこ
とができる整流素子の外囲器に関する。

（従来の技術） 例えばシリコン半導体を用いた整流素子は概ね図に例示
したような構造体として組立られる。

図はその縦断面図で、１は環状のセラミックス板である
。セラミックス板１の中央空間には、例えば銅から成る
下部円板電極２ａ、その上にマウントされた例えばシリ
コンウェハー３．更にそのとにマウントされた上部円板
１１Ｈ２ｂとで構成される整流部を、下部円板電極２ａ
の周縁部に溶接された例えばＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金のよ
うな金属リング４をセラミックス板１の下面に気密にろ
う接することによって配設されている。

５は中央に大孔を有し端部が土堤状にたちあがっている
外囲環で、その周端下面はセラミックス板１の上面に気
密にろう接されている。５ａは外囲環５の土堤部の任意
個所に付設されたゲートチューブである。

したがって、このような外囲器を製造する際には、セラ
ミックス板１の下面と金属リング４のろう接及びセラミ
ックス板１の−Ｌ面と外囲環５の周端下面とのろう接を
行なうことが不可欠となる。

このろう接は従来法のようにして行なわれている。すな
わち、まず、セラミックス板１のろう接個所にモリブデ
ンペースト、モリブデン−マンガンペーストのようなペ
ーストを塗布し、しかるのちに全体を例えば水素炉中で
所定温度（通常、１４５０〜１５５０°Ｃ）に加熱して
メタライズ層に転化せしめ、更に形成されたメタライズ
層の表面に例えばニッケルメッキを施してから各金属リ
ング及び外囲環をそこにろう付するという方法である。

（発明が解決しようとする問題点） 外囲器の組立てにおける上記の方法は、メタライズ層の
上にニッケルメッキを施したうえで、更にろう接すべき
金属部材をろう付するのであるから必要とする工程は多
くなる。仮に、加熱と同時にセラミックス板と金属部材
とのろう接を完了せしめるような方法を見出せば、それ
は上記した方法に比べて２工程短縮することになり生産
性向上の面における貢献度は大である。

本発明は、上記した工程短縮を可能とするろう材を用い
ることによって製造した整流素子の外囲器の提供を目的
とする。

［発明の構成コ （問題点を解決するための手段） 本発明者らは上記目的を達成すべくセラミックス材と金
属部材とを加熱と同時にろう接し得るろう材に関し鋭意
研究を重ねた結果、後述するろう材は有効であるとの事
実を見出し、本発明の外囲器を開発するに到った。

すなわち、本発明の整流素子の外囲器は、環状セラミッ
クス板の下面に、半導体ウェハーを挟持した２枚の円板
電極がその下部円板電極に溶接された金属リングを介し
てろう接されており、また、該環状セラミックス板の上
面には金属外囲環がろう接されている整流素子の外囲器
において、ろう接に用いるろう材がチタン（Ｔｉ）を０
．１〜１５重量％含有しているろう材であることを特徴
とする。

本発明の外囲器の構造は、セラミックス板１と金属リン
グ４．外囲環５をろう接する際に用いるろう材が上記し
た組成のろう材であることを除いては図に示したものと
同じである。

セラミックス板１の材料としては、従来がら外囲器に用
いられているものであれば何であってもよいが、例えば
、アルミナ系、ムライト系のような酸化物セラミックス
；窒化ケイ素、炭化ケイ素のような非酸化物セラミック
スをあげることができる。

また、金属リング、金属外囲環の材料としては、同じ〈
従来から用いられているものであれば何であってもよい
が、例えば、前述したＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金は好適であ
る。

ろう材としては、Ｔｉを０．１〜１５重量％含有せしめ
たものであればよい。Ｔｊはろう接の加熱処理時にセラ
ミ−、クス材料の表面を活性化せしめ、ろう材へのセラ
ミックス材の濡れ性を向上せしめ、もって金属部材との
ろう接強度を高めかつ気密性を向上せしめるに有効な成
分である。

用いるろう材において、Ｔｉ含有量が少なすぎると上記
した効果は得られず、逆にＴｉ含有量が多くなりすぎる
とろう材の融点は上昇してろう接作業が然経済的に不利
になるのでそのＴｉ含有量は上記のとおりとする。好ま
しくは０．２〜５重量％である。

ろう材としては、既にＪＩＳのＢＡｇ−８。

ＢＡｕ−２等で規定されている各種のろう材に、Ｔｉを
上記範囲内で配合した組成の合金であってもよく、また
はＪＩＳ規格のろう材の粉末若しくは箔に所定量のＴｉ
粉若しくは箔を混合したり積層したりしたものであって
もよい。

とくに、Ｔｉ−Ｚｒ系のもｃ７）　、　Ｔ　ｉ　−Ａ　
ｇ　−Ｃｕ系のもｃ７）、Ｔｉ−Ｃｕ−Ａｌ系のもの、
Ｃｕ−Ｔｉ系、Ｃｕ−Ｚｕ系、Ｚｒ−Ａｇ−Ｃｕ系。

Ｔｉ−Ｎｉ系匁どは好適である。

本発明の外囲器は例えば次のようにして製造することが
できる。

まず、環状セラミックス板のろう接すべき個所に上記し
たろう材を配置する。配置の態様はろう材の粉末を可及
的均一に層状に散布してもよいし、または所定厚みのろ
う材箔を並べてもよい。このときの厚みは５０戸程度で
あると、ろう接後の気密性が良好となって好ましい。ま
た、ろう材を配置する際のセラミックス板はその表面を
ＪＩＳＢＯ６０１で規定する表面粗さがＲ１１ａ！５μ
以下となるように表面処理を施しておくことが好ましい
。接合強度向上、気密性向上のいずれにも資するからで
ある。

その後、このろう材層に金属リング又は外囲環のろう接
部位を当接し、全体に荷重を加えながら加熱処理を施す
。

加熱処理条件は、ろう材のＴｉ含有量等によって変化さ
せることになるが、通常、４ＸＬＯ−５Ｔｏｒｒ以下の
真空中又は不活性ガス中、荷重３０〜１００　ｇ　／ａ
ｍ２以上、温度８００〜９００℃１時間０．５〜１５分
間であればよい。

かくして、セラミックス板に金属リングと外囲環が気密
にろう接された外囲器が得られる。

（実施例） 真空溶解法によりＴｉ　　２重量％、Ａｇ７１重量％、
Ｃｕ　　２７重量％の組成から成り厚み５０−の合金箔
を調製した。

窒化ケイ素から成る型状セラミックス板のろう接個所を
研磨してＲ□８６戸以下の表面粗さとし、ここに上記の
合金箔を並べ、その上にＦｅ−Ｃｏ−Ｎｉ合金製の外囲
環を載置し、全体に６０ｇ　／　ａｍ２の圧力を印加し
ながら、　　５　Ｘ　１０＝　Ｔｏｒｒの真空中、８６
０″Ｃの温度下で６分間加熱処理を施した。

セラミックス板の他面のろう接個所にも同様の条件で金
属リングをろう接し図に示したような整流素子の外囲＝
を製作した。

全体を布間してろう接部の気密性を測定したところＩ　
Ｘ　１０　’　ｃｃ／　ｓｅｃであり、従来方法による
ものと何ら遜色はなかった。また、ろう接部の接合強度
も良好であった。

［発明の効果］ 以上の説明で明らかなように、本発明の外囲器を製作す
るに占っては、セラミックス板と金属部材との接合時に
、従来方法のようにメタライズ層の七にニッケルメッキ
を施す工程、更にその上に金属部材を溶接する工程が不
要となるので、生産性の向上に資すること極めて大であ
る。そして、本発明の外囲器はろう接部の接合強度、気
密性はいずれも良好であり、低価格で信頼性の高い外囲
器としてその工業的価値は大である。

【図面の簡単な説明】

図は整流素子の外囲器の縦断面図である。 ■−環環状セラミック根板２ａ−下部円板電極２ｂ−上
部円板電極　　　３−半導体ウエバー４−金属リング　
　　　　５−外囲環 ５ａ−ゲートチューブ ｂ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ろう接に用いるろう材がチタンを０．１〜１５重量％含
   有しているろう材であることを特徴とする整流素子の外
   囲器。