KR100280169B1 - Metallized Ceramic Parts - Google Patents
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Abstract
세라믹 부품 본체의 중앙부 및 주연부에 형성한 메탈라이즈층에 각각 도금층을 형성하는 경우에 있어서도, 1회의 전해 도금처리에 의해 균일한 도금층을 용이하게 형성하는 것이 가능한 메탈라이즈 세라믹 부품을 제공한다.In the case where the plating layers are respectively formed on the metallization layers formed on the central portion and the peripheral portion of the ceramic component body, a metallized ceramic component capable of easily forming a uniform plating layer by one electrolytic plating treatment is provided.
세라믹 부품 본체(10)의 표면의 주연부 및 중앙부에 각각 메탈라이즈층(12,11)이 형성된 메탈라이즈 세라믹 부품(15)에 있어서, 상기 중앙부에 형성된 메탈라이즈층(11)의 표면 거칠기가 상기 주연부에 형성된 메탈라이즈층(12)의 표면 거칠기보다 작은 것을 특징으로 한다.In the metallized ceramic component 15 having the metallization layers 12 and 11 formed at the periphery and the central portion of the surface of the ceramic component body 10, the surface roughness of the metallization layer 11 formed at the central portion is the peripheral portion. It is characterized in that it is smaller than the surface roughness of the metallization layer 12 formed on.
Description
본 발명은 전자기기 및 가전제품 등에 사용되는 메탈라이즈 세라믹(Metallized ceramics) 부품에 관한 것이다.The present invention relates to metallized ceramics parts used in electronic devices and home appliances.
종래, 마그네트론(Magnetron), 전력관, 전자관용의 세라믹 봉착(封着)부품으로서, 몰리브덴(Mo) - 망간(Mn) 등으로 이루어진 메탈라이즈층을 알루미나(Al203)등으로 이루어진 세라믹 본체 표면에 일체로 형성한 메탈라이즈 세라믹 부품이 널리 사용되고 있다.Conventionally, a ceramic body made of molybdenum (Mo)-manganese (Mn) or the like as a ceramic encapsulated part for a magnetron, an electric power tube, an electron tube, and a ceramic body made of alumina (Al 2 0 3 ) or the like. Metallized ceramic parts integrally formed on the surface are widely used.
예컨대, 도 5는 전자렌지의 마그네트론에 사용되는 메탈라이즈 세라믹 부품(1)의 구조예를 나타낸 사시도이고, 알루미나(Al203) 소결체로 이루어진 원주형상의 세라믹 부품 본체(스템 세라믹(stem ceramics); 1a)의 상단면 중앙부에는 몰리브덴으로 이루어진 단자형상의 메탈라이즈층(2a)이 형성되는 한편, 하단면 주연부(周緣部)에는 동일하게 몰리브덴으로 이루어진 링형상의 메탈라이즈층(2b)이 형성되어 있다. 상기 메탈라이즈층(2a, 2b)의 표면에는 통상, 다른 금속부품과의 접합강도를 높게 봉착을 행하기 위하여 소정 두께의 Ni도금층이 시행된다.For example, FIG. 5 is a perspective view showing a structural example of a metallized ceramic component 1 used in a magnetron of a microwave oven, and a cylindrical ceramic component body made of alumina (Al 2 0 3 ) sintered body (stem ceramics) A terminal metallization layer 2a made of molybdenum is formed at the center of the upper end surface of 1a, and a ring metallization layer 2b made of molybdenum is formed at the periphery of the lower end surface. have. On the surfaces of the metallization layers 2a and 2b, a Ni-plated layer having a predetermined thickness is usually applied to seal a high bonding strength with other metal parts.
상기 도금층을 형성하는 방법으로는, 세라믹 부품 본체를 무전해 도금액 중에 침적시켜 소정 두께의 Ni도금층을 형성하는 무전해 니켈도금법이나 세라믹 부품 본체를 1개씩 치구(治具)에 의해 고정한 상태로 전해 니켈도금을 행하는 방법이나 1회 도금처리를 행한후에 어닐(anneal)하고, 다시 두께가 부족하기 때문에 2회의 도금처리를 시행하여 소정 두께의 도금층을 형성하는 방법이 일반적으로 채용되고 있다.As the method for forming the plating layer, the electroless nickel plating method in which the ceramic component body is deposited in an electroless plating solution to form a Ni plating layer having a predetermined thickness, or electrolytic nickel in a state where one ceramic component body is fixed by jig Since a method of plating or annealing after one plating treatment and a lack of thickness is performed again, a method of forming a plating layer having a predetermined thickness by applying two plating treatments is generally employed.
그러나, 상기의 각종 도금법에 의하면, 통상의 니켈 전해 도금법과 비교하여 처리비용이 높아지고, 또한 처리공정도 복잡해지게 되며, 더욱이 부품의 양산성이 떨어지는 문제점이 있었다. 즉, 무전해 도금법에서 사용되는 도금액은 전해 도금액의 10배 이상의 높은 가격이고, 처리공정이 복잡해지는 결점이 있다. 한편, 부품 본체를 치구에 의해 고정하여 전해 도금을 시행하는 방법에 있어서는, 부품 본체의 치구를 걸고 떼는데 많은 노력을 요하는 난점이 있었다. 또한, 부품의 표면마다 도금처리를 반복하는 방법에서는 도금처리 공정이 2회 이상과 그에 연속하여 어닐공정이 필요해지고, 공정이 번잡해지는 문제점이 있었다.However, according to the various plating methods described above, the processing cost is higher, the processing process is complicated, and the mass productivity of parts is inferior as compared with the ordinary nickel electroplating method. In other words, the plating liquid used in the electroless plating method is 10 times higher than the electrolytic plating liquid, and has a drawback in that the treatment process is complicated. On the other hand, in the method of fixing the component body with a jig and performing electroplating, there has been a difficult problem requiring much effort to hook and remove the jig of the component body. In addition, in the method of repeating the plating treatment for each surface of the component, the annealing process is required two or more times in succession, and there is a problem that the process is complicated.
더욱이, 상기 무전해 도금법 이외의 각종 전해 도금법에 있어서는, 도금층을 형성하는 부품위치에 따라 도금층의 두께가 크게 어긋나는 난점이 있었다. 예컨대, 도 5에 나타낸 바와 같은 메탈라이즈 세라믹 부품(1)에 있어서는, 부품 본체(1a) 상면의 중앙부에 형성된 메탈라이즈층(단자부;2a)의 표면에 도금층이 형성되기 어렵다는 결점이 있고, 한편 부품 본체(1a) 저면의 주연부에 형성된 링형상의 메탈라이즈층(2b)의 표면에는 충분한 두께의 도금층이 형성된다.Moreover, in various electrolytic plating methods other than the said electroless plating method, there existed a difficulty that the thickness of a plating layer greatly shifted according to the position of the component which forms a plating layer. For example, in the metallized ceramic component 1 as shown in FIG. 5, there is a drawback that a plating layer is hard to be formed on the surface of the metallization layer (terminal portion) 2a formed at the center of the upper surface of the component main body 1a. The plating layer of sufficient thickness is formed in the surface of the ring-shaped metallization layer 2b formed in the peripheral part of the bottom face of the main body 1a.
또한, 상기 메탈라이즈 세라믹 부품(1)에 있어서, 부품 본체(1a) 상면의 단자측에 형성한 메탈라이즈층(2a)의 표면에, 봉착으로 충분한 두께를 갖는 도금층을 전해 도금법으로 형성하면, 부품 본체(1a)의 저면측에 형성한 메탈라이즈층(2b) 표면에 과도한 도금이 부착함으로써, 이 부분에 도금 부풀어짐이 생기기 쉬워지고, 어느것도 충분한 봉착효과가 얻어지지 않는 문제점이 있었다.In the metallized ceramic component 1, when a plating layer having a sufficient thickness for sealing is formed on the surface of the metallized layer 2a formed on the terminal side of the upper surface of the component main body 1a, the component is formed. When excessive plating adheres to the surface of the metallization layer 2b formed on the bottom face side of the main body 1a, plating swelling tends to occur in this portion, and none of them has a problem that sufficient sealing effect cannot be obtained.
상기 문제점을 해결하기 위해, 전해 도금처리시에 상기 부품 본체(1a)의 중앙부에 형성한 메탈라이즈층(2a) 표면으로의 통전량을 높임으로써, 그 표면상에 형성되는 도금층의 두께와, 저면측의 주연부에 형성한 메탈라이즈층(2b) 표면에 형성되는 도금층의 두께를 같게하는 대책도 강구되었다. 즉, 메탈라이즈 세라믹 부품(1a)의 표면측에 형성한 핀 삽입구멍(3) 내에 각각 핀 전극(4)을 꽂아넣은 상태로 배럴 도금(barrel plating)처리를 실시함으로써, 부품 본체(1a)의 중앙부 및 주변부에 각각 형성되는 도금층의 두께를 같게하는 것이 가능하게 되었다.In order to solve the problem, the thickness of the plating layer formed on the surface and the bottom surface of the metallization layer 2a formed at the center of the component main body 1a are increased during the electrolytic plating process. The countermeasure which makes the thickness of the plating layer formed in the surface of the metallization layer 2b formed in the peripheral part of the side the same was also taken. That is, barrel plating is performed in the state in which the pin electrode 4 is inserted into the pin insertion hole 3 formed in the surface side of the metallized ceramic component 1a, respectively, It became possible to make the thickness of the plating layer formed in a center part and a peripheral part the same, respectively.
상기 배럴 도급법에 의한 도금처리는 이하와 같이 실시된다. 즉, 전극을 부설(付設)한 회전용기(배럴)중에 통전매체로서의 미세한 쇠구슬(鋼球)과, 상기 각 메탈라이즈층(2a, 2b)을 형성하고, 또한 핀 전극(4)을 꽂아넣은 메탈라이즈 세라믹부품(1a)을 다수 수용한다. 그리고, 이 회전용기를 전해 도금액 중에 침적한 상태로 회전시키면서 전극으로부터 통전하고, 각 메탈라이즈층(2a, 2b)에 소정 두께의 도금층을 형성하는 도금방법이다.The plating treatment by the barrel coating method is performed as follows. In other words, in the rotating container (barrel) in which the electrode is placed, the fine metal ball as a conducting medium, the metallization layers 2a and 2b are formed, and the pin electrode 4 is inserted. It accommodates many metallized ceramic parts 1a. Then, the rotating container is energized from the electrode while being rotated in a state of being deposited in the electrolytic plating solution, thereby forming a plating layer having a predetermined thickness on each of the metallization layers 2a and 2b.
상기 배럴 도금법에 의하면, 핀 전극(4)과 통전매체와의 접촉효율이 높아지기 때문에, 종래에는 도금의 부착량이 적었던 부품 본체의 중앙부의 메탈라이즈층(2a)에 형성되는 도금층의 두께가, 부품 본체의 주연부의 메탈라이즈층(2b)에 형성되는 도금층의 두께와 같아지게 된다. 따라서, 부품 본체(1a)의 전표면에 있어서 1회의 배럴 도금처리에 의해 균일한 도금층을 형성하는 것이 가능해졌다. 그러나, 종래의 배럴 도금법에 의해 도금층을 형성하는 경우에는 상기의 핀 전극의 꽂아넣음이 반드시 필요하기 때문에, 공정이 번잡해짐과 더불어 메탈라이즈 세라믹 부품의 제조설비비가 높아지는 문제점이 있었다. 즉, 핀 전극의 제작공정이 필요해짐과 더불어, 더욱이 세라믹 부품 본체에 핀 전극을 꽂아넣기 위한 핀 꽂음 공정에 더해, 배럴 도금처리후에 세라믹 부품 본체로부터 상기 핀 전극을 뽑아내기 위한 핀 빼냄 공정도 반드시 필요하기 때문에, 공정이 번잡하고 설비비 및 인건비 등이 높아져 메탈라이즈 세라믹 부품의 제조원가가 높아지는 문제점이 있었다.According to the barrel plating method, the contact efficiency between the pin electrode 4 and the conducting medium is increased, so that the thickness of the plating layer formed on the metallization layer 2a of the central portion of the component body, which has conventionally had a small amount of plating, is increased. It becomes equal to the thickness of the plating layer formed on the metallization layer 2b at the periphery of the main body. Therefore, it became possible to form a uniform plating layer by one barrel plating process on the whole surface of the component main body 1a. However, when the plating layer is formed by the conventional barrel plating method, it is necessary to insert the pin electrode as described above, so that the process becomes complicated and the manufacturing cost of the metallized ceramic component increases. That is, in addition to the manufacturing process of the pin electrode, in addition to the pin insertion process for inserting the pin electrode into the ceramic component body, the pin extraction process for extracting the pin electrode from the ceramic component body after the barrel plating process must be performed. Since it is necessary, the process is complicated, equipment cost, labor cost, etc. have become high, and there existed a problem that manufacturing cost of a metallized ceramic component became high.
본 발명은 상기한 점을 감안하여 발명된 것으로, 세라믹 부품 본체의 중앙부 및 주연부에 형성한 메탈라이즈층에 각각 도금층을 형성할 경우에 있어서도, 1회의 전해 도금처리에 의해 균일한 도금층을 용이하게 형성하는 것이 가능한 메탈라이즈 세라믹 부품을 제공하는 것에 그 목적이 있다.The present invention has been invented in view of the above, and even in the case where the plating layers are formed on the metallization layers formed on the central and peripheral portions of the ceramic part body, the uniform plating layer is easily formed by one electrolytic plating treatment. The object is to provide a metallized ceramic component that can be made.
제1도는 본 발명에 따른 메탈라이즈 세라믹 부품의 제1실시예를 나타낸 단면도,1 is a cross-sectional view showing a first embodiment of a metallized ceramic component according to the present invention;
제2도는 제1도에 있어서의 Ⅱ-Ⅱ화살표에 따른 평면도,2 is a plan view taken along the line II-II in FIG. 1,
제3도는 제1도에 있어서의 Ⅲ-Ⅲ화살표에 따른 저면도,3 is a bottom view according to the III-III arrow in FIG. 1,
제4도는 메탈라이즈층의 표면 거칠기와 도금층의 두께의 관계를 나타낸 그래프,4 is a graph showing the relationship between the surface roughness of the metallization layer and the thickness of the plating layer,
제5도는 종래의 메탈라이즈 세라믹 부품의 구성예를 나타낸 사시도이다.5 is a perspective view showing a configuration example of a conventional metallized ceramic component.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>
1 : 메탈라이즈 세라믹 부품 1a : 세라믹 부품 본체1: metallized ceramic component 1a: ceramic component body
2a,2b : 메탈라이즈층 3 : 핀 삽입구멍2a, 2b: metallization layer 3: pin insertion hole
4 : 핀 전극 10 : 세라믹 부품 본체4: pin electrode 10: ceramic component body
11,12 : 메탈라이즈층 13,14 : 니켈도금층11,12 metallization layer 13,14 nickel plated layer
15 : 메탈라이즈 세라믹 부품15: metallized ceramic parts
상기 과제를 해결하기 위해 본 발명자는 여러 가지의 대책을 강구하여, 형성되는 도금층의 두께 등에 대한 영향을 비교조사했다. 그 결과, 특히 세라믹 부품본체 표면의 중앙부 및 주연부에 메탈라이즈용 페이스트(paste)를 도포건조후, 종래 도금이 붙기 어려운 중앙부에 형성한 메탈라이즈 페이스트층만을 매끄러운 물질로 문지름으로써 그 표면 거칠기를 저하시키고, 더욱이 메탈라이즈층을 형성후 다시 중앙부에 형성한 메탈라이즈층의 표면만을 문지름으로써 그 표면 거칠기를 저하시킨 후에 배럴 도금법에 의해 각 메탈라이즈층에 전해 니켈도금층을 각각 형성한 경우에, 중앙부 및 주연부에 있어서 균일하게 같은 두께를 갖는 도금층을 1회의 도금처리에 의해 효율적으로 형성할 수 있다는 지견을 얻었다. 본 발명은 상기 지견에 기초하여 완성된 것이다. 즉, 본 발명에 따른 메탈라이즈 세라믹 부품은 세라믹 부품 본체 표면의 주연부 및 중앙부에 각각 메탈라이즈층이 형성된 메탈라이즈 세라믹 부품에 있어서, 상기 중앙부에 형성된 메탈라이즈층의 표면 거칠기가 상기 주연부에 형성된 메탈라이즈층의 표면 거칠기보다 작은 것을 특징으로 한다.MEANS TO SOLVE THE PROBLEM In order to solve the said subject, this inventor took various measures and compared and investigated the influence on the thickness of the plating layer formed, etc .. As a result, in particular, after coating and drying the metallization paste on the center and the periphery of the surface of the ceramic component body, only the metallization paste layer formed on the center portion, which is difficult to adhere to conventional plating, is rubbed with a smooth material to reduce the surface roughness. Furthermore, in the case where the electrolytic nickel plating layer is formed on each metallization layer by barrel plating after lowering the surface roughness by rubbing only the surface of the metallization layer formed in the center again after forming the metallization layer, the center part and the peripheral part In the present invention, knowledge has been obtained that a plating layer having the same thickness can be efficiently formed by one plating treatment. This invention is completed based on the said knowledge. That is, the metallized ceramic component according to the present invention is a metallized ceramic component in which a metallization layer is formed at each of the periphery and the center of the surface of the ceramic component body, wherein the surface roughness of the metallization layer formed at the center is formed at the periphery of the metallization ceramic component. It is characterized by being smaller than the surface roughness of the layer.
또한, 중앙부에 형성된 메탈라이즈층의 표면 거칠기가 주연부에 형성된 메탈라이즈층의 표면 거칠기의 90%이하인 것이 바람직하다. 더욱이, 세라믹 부품 본체 표면의 중앙부에 형성된 메탈라이즈층의 표면 거칠기가 십점(十点) 평균 거칠기(Rz)기준에서 3.0~5.0㎛인 것을 특징으로 한다. 또한, 메탈라이즈층은 세라믹 부품 본체의 돌출한 부분의 표면에 형성되는 것이 바람직하다. 더욱이, 각 메탈라이즈층 표면에 배럴 도금법에 의해 형성한 도금층을 갖는 것을 특징으로 한다.Moreover, it is preferable that the surface roughness of the metallization layer formed in the center part is 90% or less of the surface roughness of the metallization layer formed in the peripheral part. Moreover, the surface roughness of the metallization layer formed in the center part of the ceramic component body surface is 3.0-5.0 micrometers in terms of ten point average roughness Rz. In addition, the metallization layer is preferably formed on the surface of the protruding portion of the ceramic component body. Furthermore, the metallization layer surface has a plating layer formed by the barrel plating method.
본 발명에 따른 메탈라이즈 세라믹 부품에 있어서, 세라믹 부품 본체 표면의 중앙부에 형성된 메탈라이즈층의 표면 거칠기를 주연부에 형성된 메탈라이즈층의 표면 거칠기보다 작게함으로써, 중앙부의 메탈라이즈층의 도금 반응성을 높이는 것이 가능해지고, 그 결과로서 중앙부 및 주연부의 메탈라이즈층에 형성되는 도금층의 두께를 같게할 수 있다.In the metallized ceramic component according to the present invention, it is possible to increase the plating reactivity of the metallization layer in the center portion by making the surface roughness of the metallization layer formed in the center portion of the ceramic component body surface smaller than the surface roughness of the metallization layer formed in the peripheral portion. It becomes possible, and as a result, the thickness of the plating layer formed in the metallization layer of a center part and a peripheral part can be made the same.
상기 메탈라이즈층의 표면 거칠기는, 표면이 평활한 부재(部材) 표면상에 진동처리 등을 행해 메탈라이즈 면을 가볍게 기계적으로 연마함으로써 조정할 수 있다. 그리고, 메탈라이즈층의 표면을 연마함으로써 메탈라이즈층의 표면 산화층이 제거됨과 더불어 표면에 석출(析出)한 유리성분이 제거되어 메탈라이즈층의 도금반응성이 향상한다. 즉, 종래 도금이 부착하기 어려운 중앙부의 메탈라이즈층의 표면의 도금 반응성을 높임으로써, 중앙부 및 주연부의 메탈라이즈층 표면에 형성되는 도금층의 두께를 같게할 수 있다.The surface roughness of the metallization layer can be adjusted by vibrating or the like on the surface of a member having a smooth surface and mechanically polishing the metallized surface lightly. By polishing the surface of the metallization layer, the surface oxide layer of the metallization layer is removed, and the glass component deposited on the surface is removed, thereby improving the plating reactivity of the metallization layer. That is, the thickness of the plating layer formed on the surface of the metallization layer of the center part and the peripheral part by making the plating reactivity of the surface of the metallization layer of the center part hard to adhere conventionally can be made the same.
또한, 중앙부에 형성된 메탈라이즈층의 표면 거칠기를 주연부에 형성된 메탈라이즈층의 표면 거칠기의 90% 이하로 함으로써, 배럴 도금처리를 실시한 경우에 중앙부 및 주연부에 형성된 메탈라이즈층의 도금 두께를 보다 균일하면서 같게할 수 있다.Further, when the surface roughness of the metallization layer formed in the center portion is 90% or less of the surface roughness of the metallization layer formed in the peripheral portion, the plating thickness of the metallization layer formed in the center portion and the peripheral portion is more uniform when the barrel plating process is performed. Can be equal
더욱이, 세라믹 부품 본체 표면의 중앙부에 형성된 메탈라이즈층의 표면 거칠기를 십점 평균 거칠기(Rz) 기준에서 3.0~5.0㎛의 범위로 함으로써, 배럴 도금처리를 실시한 경우에, 도금 두께가 0.6~1.0㎛정도로 되어 봉착효과가 충분한 도금층을 형성할 수 있다.Furthermore, when the surface roughness of the metallization layer formed at the center of the ceramic component body surface is in the range of 3.0 to 5.0 µm in terms of the ten point average roughness Rz, the plating thickness is about 0.6 to 1.0 µm when the barrel plating treatment is performed. Thus, a plating layer having sufficient sealing effect can be formed.
또한, 메탈라이즈층을 세라믹 부품 본체의 돌출한 부분의 표면에 형성함으로써, 배럴 도금처리를 실시한 경우에, 도금층과 통전매체(쇠구슬)와의 접촉효율이 높아져 신속하게 도금층을 형성할 수 있다.Further, by forming the metallization layer on the surface of the protruding portion of the ceramic component body, when the barrel plating process is performed, the contact efficiency between the plating layer and the conducting medium (iron ball) can be increased, and the plating layer can be formed quickly.
더욱이, 각 메탈라이즈층 표면에 배럴 도금법에 의해 도금층을 형성함으로써, 1회의 도금처리를 실시하는 것만으로 각 메탈라이즈층 표면에 소정 두께의 도금층을 효율적으로 형성할 수 있다.Furthermore, by forming a plating layer on the surface of each metallization layer by the barrel plating method, a plating layer having a predetermined thickness can be efficiently formed on the surface of each metallization layer only by applying one plating treatment.
상기 구성의 메탈라이즈 세라믹 부품에 의하면, 세라믹 부품 본체 표면의 중앙부에 형성된 메탈라이즈층의 표면 거칠기를 주연부에 형성된 메탈라이즈층의 표면 거칠기보다 작게하고 있기 때문에, 중앙부의 메탈라이즈층의 도금 반응성을 높이는 것이 가능해지고, 배럴 도금처리를 실시한 경우에 중앙부 및 주연부의 메탈라이즈층에 형성되는 도금층의 두께를 같게할 수 있다.According to the metallized ceramic component having the above-described structure, since the surface roughness of the metallized layer formed at the center portion of the ceramic component body surface is made smaller than the surface roughness of the metallized layer formed at the periphery portion, the plating reactivity of the metallized layer in the central portion is increased. When the barrel plating process is performed, the thickness of the plating layer formed on the metallization layer in the center portion and the peripheral portion can be made the same.
[실시예]EXAMPLE
이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하면서 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[실시예 1]Example 1
92중량% AL2O3- 8중량% MnO2, SiO2, MgO(합계 8중량%)로 이루어지는 조성을 갖는 알루미나(AL2O3) 소결체를 가공하여 도 1에 나타낸 바와 같은 직경 15mm ×높이15mm의 거의 원주형상의 세라믹 부품 본체(10)를 다수 제조했다. 이 세라믹 부품본체(10)의 상면 중앙부에는 돌출한 단자형상부가 형성되어 있는 한편, 하면의 주연부에도 돌출한 링형상부가 형성되어 있다.92% by weight of AL 2 O 3 - 8 wt.% MnO 2, SiO 2, MgO ( total of 8 wt.%) Composition having an alumina comprising the (AL 2 O 3) as the diameter shown in Fig. 1 by processing a sintered body 15mm × height 15mm A large number of substantially columnar ceramic part bodies 10 were manufactured. The protruding terminal portion is formed in the center of the upper surface of the ceramic component body 10, while the protruding ring portion is formed in the peripheral portion of the lower surface.
다음에, 상면의 단자형상부 및 하면의 링형상부 표면에 100 매쉬(mesh)의 스크린(screen)을 이용하여 몰리브덴-망간 페이스트를 스크린인쇄하여 두께 20㎛의 페이스트층을 각각 도포했다. 다음에, 소정형상으로 페이스트층을 형성한 부품 본체를 공기중에서 온도 100℃로 건조하여 각 페이스트층을 경화시켰다.Next, the molybdenum-manganese paste was screen-printed on the surface of the upper terminal shape and the lower ring shape surface by using a 100 mesh screen to apply a paste layer having a thickness of 20 µm, respectively. Next, the component main body in which the paste layer was formed in a predetermined shape was dried at a temperature of 100 ° C. in air to cure each paste layer.
다음에, 단자형상부에 형성한 페이스트층이 테프론(teflon)판 상에 바로 접하는 상태로 진동기(vibrator)에 의해 2분간의 진동처리를 실시함으로써, 단자형상부에 형성한 페이스트층의 표면을 평활화 했다. 그런 후, 페이스트층을 형성한 부품 본체를 웨트포밍가스(wet forming gas)중에서 온도 1420℃로 1시간 가열처리를 실시함으로써, 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이 단자형상부 및 링형상부에 각각 메탈라이즈층(11,12)을 형성했다.Next, the surface of the paste layer formed in the terminal portion is smoothed by performing a vibration treatment for two minutes with a vibrator in a state where the paste layer formed in the terminal portion is directly in contact with the teflon plate. did. Thereafter, the component body having the paste layer formed thereon is subjected to a heat treatment for 1 hour at a temperature of 1420 ° C. in a wet forming gas, so that the metal in the terminal and ring portions are respectively formed as shown in FIGS. 2 and 3. Rise layers 11 and 12 were formed.
다음에, 단자형상부에 형성한 메탈라이즈층(11)이 테프론판 상면에 바로 접하도록 재치(載置)한 상태로 진동기를 사용하여 2분간 진동처리함으로써 메탈라이즈층(11) 표면을 연마하여 평활한 상태로 했다. 이 상태에서 단자형상부 및 링형상부에 형성한 메탈라이즈층(11,12)의 표면 거칠기를 측정한 바, 표 1에 나타낸 바와 같이 십점 평균 거칠기(Rz) 기준에서 3.7㎛, 5.2㎛이었다.Next, the surface of the metallization layer 11 is polished by vibrating for 2 minutes using a vibrator while the metallization layer 11 formed on the terminal portion is placed in direct contact with the upper surface of the Teflon plate. I made it smooth. In this state, the surface roughness of the metallization layers 11 and 12 formed in the terminal portion and the ring portion was measured. As shown in Table 1, the surface roughness was 3.7 µm and 5.2 µm based on the ten-point average roughness Rz.
더욱이, 상기와 같이 메탈라이즈층을 형성한 다수의 부품 본체(10)를 통전매체로서의 쇠구슬과 더불어 배럴 도금처리장치의 회전용기(배럴) 중에 수용하고, 통전량 50A, 2000카운트(count)의 운전조건의 웨트 욕(浴)중에서 전기도금처리를 실시함으로써, 도 1에 나타낸 바와 같이 각 메탈라이즈층(11,12) 표면에 니켈도금층(13,14)을 각각 형성하여 실시예 1에 따른 메탈라이즈 세라믹 부품(15)을 제조했다. 각 니켈도금층(13,14)의 두께는 표 1에 나타낸 바와 같이 1.0㎛ 및 2.3㎛이었다.Furthermore, a plurality of component bodies 10 having the metallization layer formed as described above are accommodated in a rotating container (barrel) of a barrel plating apparatus together with a metal ball as an energizing medium, and a current of 50 A and 2000 counts is applied. By performing electroplating in the wet bath under the operating conditions, as shown in FIG. 1, nickel plating layers 13 and 14 were formed on the surfaces of the metallization layers 11 and 12, respectively. The rise ceramic part 15 was manufactured. The thickness of each nickel plating layer 13 and 14 was 1.0 micrometer and 2.3 micrometer, as shown in Table 1.
[실시예 2]Example 2
상기 실시예1에 있어서 메탈라이즈층 형성용의 Mo - Mn 페이스트를 도포한후에 있어서의 진동처리를 실시하지 않은 점 이외에는 실시예1과 마찬가지로 가열처리 및 배럴 도금처리를 실시함으로써, 실시예2에 따른 메탈라이즈 세라믹 부품을 제조했다.The metal according to Example 2 was subjected to the heat treatment and the barrel plating treatment in the same manner as in Example 1 except that the vibration treatment was not performed after the Mo-Mn paste for metallization layer formation was applied in Example 1 above. The rise ceramic parts were manufactured.
실시예2에 따른 메탈라이즈 세라믹 부품의 단자형상부 및 링형상부에 형성한 메탈라이즈층의 표면 거칠기는 각각 4.3㎛, 5.2㎛(Rz)이고, 또한 각 메탈라이즈층 표면에 형성된 니켈도금층의 두께는 0.7㎛, 2.3㎛이었다.The surface roughness of the metallization layer formed on the terminal portion and the ring portion of the metallized ceramic component according to Example 2 was 4.3 µm and 5.2 µm (Rz), respectively, and the thickness of the nickel plating layer formed on the surface of each metallization layer was 0.7 micrometer and 2.3 micrometers.
[실시예 3]Example 3
상기 실시예1에 있어서, 메탈라이즈층을 형성한 후에 있어서의 진동처리를 실시하지 않은 점 이외에는 실시예1과 마찬가지로 가열처리 및 배럴 도금처리를 실시함으로써, 실시예3에 따른 메탈라이즈 세라믹 부품을 제조했다.In Example 1, the metallization ceramic component according to Example 3 was produced by performing the heat treatment and the barrel plating treatment in the same manner as in Example 1, except that the vibration treatment after the metallization layer was not formed. did.
실시예3에 따른 메탈라이즈 세라믹 부품의 단자형상부 및 링형상부에 형성한 메탈라이즈층의 표면 거칠기는 각각 4.1㎛, 5.2㎛(Rz)이고, 또한 각 메탈라이즈층 표면에 형성된 니켈도금층의 두께는 0.8㎛, 2.3㎛이었다.The surface roughness of the metallization layer formed on the terminal and ring portions of the metallized ceramic component according to Example 3 was 4.1 µm and 5.2 µm (Rz), respectively, and the thickness of the nickel plating layer formed on the surface of each metallization layer was It was 0.8 micrometer and 2.3 micrometers.
[비교예 1]Comparative Example 1
상기 실시예1에 있어서, 메탈라이즈층 형성용의 Mo - Mn 페이스트를 도포한후 및 메탈라이즈층을 형성한 후에 있어서의 진동처리를 일절 실시하지 않은 점 이외에는 실시예1과 마찬가지로 가열처리 및 배럴 도금처리를 실시함으로써, 비교예1에 따른 메탈라이즈 세라믹 부품을 제조했다.In Example 1, heat treatment and barrel plating were performed in the same manner as in Example 1, except that the vibration treatment after applying the Mo-Mn paste for forming the metallization layer and after forming the metallization layer was not performed at all. By carrying out the treatment, a metallized ceramic component according to Comparative Example 1 was manufactured.
비교예1에 따른 메탈라이즈 세라믹 부품의 단자형상부 및 링형상부에 형성한 메탈라이즈층의 표면 거칠기는 각각 5.2㎛(Rz)와 거의 차가 없고, 또한 각 메탈라이즈층 표면에 형성된 니켈도금층의 두께는 0.4㎛, 2.4㎛이었다.The surface roughness of the metallization layer formed on the terminal shape and the ring shape of the metallized ceramic component according to Comparative Example 1 is almost no different from 5.2 µm (Rz), respectively, and the thickness of the nickel plating layer formed on the surface of each metallization layer is 0.4 micrometer and 2.4 micrometer.
[비교예 2]Comparative Example 2
비교예1에 있어서, 단자형상부의 메탈라이즈층에 형성되는 니켈도금층의 두께가 1㎛로 되도록 배럴 도금처리의 카운트수를 증가시켜 비교예2에 따른 메탈라이즈 세라믹 부품을 제조했다. 그러나, 링형상부의 메탈라이즈층에 형성된 니켈도금층의 두께가 6㎛로 과대하게 되어 도금 부풀어짐이 다발하는 결과로 되었다.In Comparative Example 1, the metallized ceramic component according to Comparative Example 2 was manufactured by increasing the count of barrel plating treatment so that the thickness of the nickel plated layer formed on the metallized layer of the terminal portion was 1 μm. However, the thickness of the nickel plated layer formed in the metallization layer of the ring-shaped portion was excessively 6 µm, resulting in a swelling of plating.
또한, 상기와 같이 제조한 각 실시예 및 비교예에 따른 메탈라이즈 세라믹 부품에 대해 온도 800℃의 N2/H2분위기중에서 누류(BAg-8)시험을 실시한 바, 링형상부(주연부)는 어느곳도 누류(漏流)가 양호하여 문제는 적었다. 한편, 중앙부(단자형상부)에 있어서는 도금 두께가 0.7~1.0mm인 각 실시예에 있어서 누류가 양호하고, 비교예1의 메탈라이즈 세라믹 부품에서는 중앙부에서의 누류가 불량하여 충분한 봉착특성 및 접합강도가 얻어지지 않았다.In addition, the leakage (BAg-8) test was carried out in the N 2 / H 2 atmosphere at a temperature of 800 ° C for the metallized ceramic parts according to the Examples and Comparative Examples manufactured as described above. Leakage was good in some places, so there were few problems. On the other hand, in the center part (terminal shape part), leakage was good in each Example whose plating thickness is 0.7-1.0 mm, and leakage in the center part is bad in the metallized ceramic component of the comparative example 1, and sufficient sealing characteristic and bonding strength are sufficient. Was not obtained.
또한 각 실시예 및 비교예에 따른 메탈라이즈 세라믹 부품에 대해, 각 메탈라이즈층 부분에 단자나 다른 금속부품을 접합한 경우에 발생하는 봉착불량 및 접합불량의 비율을 불량발생율로서 계산한 바, 하기 표 1에 나타낸 결과를 얻었다.In addition, for the metallized ceramic parts according to the Examples and Comparative Examples, the ratio of the sealing defects and the bonding defects generated when the terminals or other metal parts are bonded to each metallization layer part was calculated as a failure occurrence rate. The results shown in Table 1 were obtained.
상기 표 1에 나타낸 결과로부터 밝혀진 바와 같이, 중앙부(단자형상부)의 메탈라이즈층을 테프론판 상에서 문지름으로써 평활한 각 실시예에 따른 메탈라이즈 세라믹 부품에 의하면, 중앙부의 표면 거칠기가 저하하여 양호한 도금성이 나타나고, 적합한 두께의 도금층이 형성된다. 이에 의해, 세라믹 부품 본체의 중앙부 및 주연부에 메탈라이즈층을 형성한 메탈라이즈 세라믹 부품에 있어서도, 종래의 핀 전극의 꽂아넣음이나 뽑아냄 등의 부가 공정을 필요로 하지 않고, 1회의 배럴 도금처리에 의해 충분한 두께를 갖는 니켈도금층을 효율적으로 형성하는 것이 가능해졌다.As is clear from the results shown in Table 1 above, according to the metallized ceramic components according to the embodiments of the present invention, which were smoothed by rubbing the metallization layer of the central part (terminal shape) on the Teflon plate, the surface roughness of the central part was lowered, and thus the plating was satisfactory. Property appears, and a plating layer having a suitable thickness is formed. As a result, even in the metallized ceramic parts in which the metallization layer is formed at the center part and the peripheral part of the ceramic part body, the conventional barrel electrode processing is not required, and the additional process such as insertion or extraction of the pin electrode is not required. This makes it possible to efficiently form a nickel plated layer having a sufficient thickness.
도 4는 단자형상부(중앙부)에 형성한 메탈라이즈층의 표면 거칠기와, 그 메탈라이즈층의 표면에 형성되는 도금층의 두께와의 관계를 나타낸 그래프이다. 즉, 종래는 도금이 부착하기 어려운 것으로 생각되던 단자형상부(중앙부)의 메탈라이즈층의 표면 거칠기를 3.0~4.5㎛Rz의 범위로 조정함으로써, 그 메탈라이즈층의 표면에 형성되는 도금층의 두께를 0.6~1.1㎛로 두껍게 형성하는 것이 가능해지는 것을 판명했다.4 is a graph showing the relationship between the surface roughness of the metallization layer formed on the terminal portion (center part) and the thickness of the plating layer formed on the surface of the metallization layer. That is, the thickness of the plating layer formed on the surface of the metallization layer is adjusted by adjusting the surface roughness of the metallization layer of the terminal portion (center portion), which is conventionally considered to be difficult to attach, in the range of 3.0 to 4.5 µmRz. It turned out that it can become thick in 0.6-1.1 micrometer.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 메탈라이즈 부품에 의하면, 세라믹 부품 본체 표면의 중앙부에 형성된 메탈라이즈층의 표면 거칠기를 주연부에 형성된 메탈라이즈층의 표면 거칠기보다 작게하고 있기 때문에, 중앙부의 메탈라이즈층의 도금 반응성을 높이는 것이 가능해지고, 배럴 도금처리를 실시한 경우에 중앙부 및 주연부의 메탈라이즈층에 형성되는 도금층의 두께를 같게 할 수 있다.As described above, according to the metallization part according to the present invention, since the surface roughness of the metallization layer formed at the center portion of the ceramic component body surface is smaller than the surface roughness of the metallization layer formed at the periphery, the metallization layer at the center portion. It is possible to increase the plating reactivity of the metal, and the thickness of the plating layer formed on the metallization layer in the center portion and the peripheral portion can be equalized when the barrel plating treatment is performed.
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