專利名稱：真空氣密容器用焊封釬焊料，真空氣密容器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于真空氣密容器用焊封釬焊料、真空氣密容器及真空氣密容器的制造方法。
真空管和閘流管等使用的真空氣密容器，是通過在由陶瓷構(gòu)成的圓筒體的開口端部焊封由金屬構(gòu)成的密封蓋而制造的，使內(nèi)部保持真空氣密狀態(tài)。
這類真空氣密容器，以往是使Mo-Mn金屬導(dǎo)電層介于由陶瓷構(gòu)成的圓筒體的開口端部和由金屬構(gòu)成的密封蓋之間，通過加熱使上述圓筒體與上述密封蓋焊封的方法進行制造的。但是，該方法制作Mo-Mn金屬導(dǎo)電層的過程十分復(fù)雜，而且進行焊封時必須進行高溫?zé)崽幚怼?br> 因此，作為代替使用Mo-Mn金屬導(dǎo)電層方法的焊封方法，研究了活性金屬法。作為由活性金屬組成的釬焊料(brazing filler)，一般是包含Ag、Cu、Ti三種元素的釬焊料。在特公昭35-1216中公布了利用在共晶成分的Ag-Cu中添加Ti的釬焊料將陶瓷與金屬接合。但是，使由這樣的活性金屬組成的釬焊料介于由上述陶瓷構(gòu)成的圓筒體的開口端部和由上述金屬構(gòu)成的密封蓋之間，在上述釬焊料的熔點下進行加熱時，釬焊料全體就一下子熔融了。其結(jié)果是，上述釬焊料對上述圓筒體不能顯示充分的潤濕性，因此難以將上述由金屬構(gòu)成的密封蓋良好地焊封在上述圓筒體的開口端部。
本發(fā)明的目的是，提供對于由陶瓷構(gòu)成的圓筒體的開口端部的潤濕性良好的真空氣密容器用焊封釬焊料。
本發(fā)明的另一個目的是，提供真空氣密容器，該真空氣密容器具有利用有在上述開口端部表面形成的活性金屬偏析層的焊腳長度的焊封層將由陶瓷構(gòu)成的圓筒體的開口端部和由金屬構(gòu)成的密封蓋牢固地焊封的結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的又一個目的是，提供真空氣密容器的制造方法，該方法使用對上述圓筒體即對陶瓷具有良好潤濕性的釬焊料，通過在較低溫度的加熱處理能夠?qū)⒂商沾蓸?gòu)成的圓筒體的開口端部與由金屬構(gòu)成的密封蓋牢固地進行焊封。
按照本發(fā)明，提供由Ag、Cu和活性金屬組成的、包含40％(體積)以下的Cu-活性金屬的化合物的真空氣密容器用焊封釬焊料(brazing filler)。
另外，按照本發(fā)明，提供了一種真空氣密容器，該容器具有由陶瓷構(gòu)成的圓筒體(cylinder)；分別配置在上述圓筒體的開口端部、具有將上述圓筒體的開口部密封的框形端部的密封蓋；以及將上述密封蓋的框形端部分別接合在上述圓筒體的開口端部的焊封層；所述的焊封層(a)由在上述開口端部一側(cè)形成的活性金屬的偏析層及由于該偏析層使得與上述密封蓋的框形端部提高潤濕性的、以Ag和Cu作為主成分的主體組成，而且(b)設(shè)在上述開口端部表面擴展的最小長度為L、與上述開口端部的表面形成的角度為θ、則上述L與上述密封蓋的框形端部的厚度(T)的關(guān)系為L＝4T以上，但上述L不超過上述開口端部的寬度，上述θ規(guī)定θ≤60°。
另外，本發(fā)明還提供了真空氣密容器的制造方法，該方法包括下述工序在由陶瓷構(gòu)成的圓筒體的開口端部配置由金屬構(gòu)成的密封蓋的框形端部，將由Ag-Cu-活性金屬組成的、含有40％(體積)以下Cu-活性金屬的化合物的焊封用釬焊料介于上述筒體的開口端部和上述密封蓋的框形端部之間的工序；以及在超過Ag-Cu共晶溫度的溫度下加熱處理上述釬焊料，直至在接觸上述釬焊料的上述圓筒體的開口端部表面上形成活性金屬的偏析層，將上述密封蓋焊封在上述圓筒體上的工序。
對附圖的簡要說明如下

圖1是表示本發(fā)明的真空氣密容器用焊封釬焊料的組織的電子顯微鏡照片的模擬圖。
圖2是表示本發(fā)明的真空氣密容器的剖面圖。
圖3是表示將圖2的真空氣密容器的焊封層附近放大的剖面圖。
圖4是用來說明本發(fā)明的Ag-Cu-Ti系釬焊料的熔點上升的相圖。
圖5是表示將比較例1的真空氣密容器的焊封層附近放大的剖面圖。
以下，詳細說明本發(fā)明的真空氣密容器用焊封釬料。
該焊封釬焊料由Ag-Cu-活性金屬組成，含有40％(體積)以下的Cu-活性金屬的化合物。
作為活性金屬例如可舉出Ti、Zr、Hf。這些活性金屬之中，Ti是特別優(yōu)選的?；钚越饘偈荰i的焊封釬焊料，例如在圖1的電子顯微鏡照片的模擬圖中，具有作為塊狀物M表示的Cu-Ti化合物分散在Ag和作為細小片的Cu中的組織。
作為上述活性金屬是Ti的Cu-Ti化合物，例如可舉出CuTi、Cu3Ti、Cu4Ti、Cu3Ti2、Cu4Ti3等等。這些Cu-Ti化合物之中，優(yōu)選使用Cu量多的Cu4Ti或者Cu4Ti與其他Cu-Ti化合物的混合物。含有這種Cu4Ti的釬焊料，在如下述的熱處理時，與Ag-Cu共晶系釬焊料相比，熔融溫度顯著的提高，在熔融過程中能夠容易地生成有助于潤濕性的未熔融物。
上述活性金屬是Zr的Cu-Zr化合物，例如可舉出CuZr2、CuZr、Cu3Zr2、Cu3Zr等。
上述活性金屬是Hf的Cu-Hf化合物，例如可舉出CuHf2、Cu10Hf7、Cu8Hf3、Cu51Hf14、Cu5Hf等。
上述釬焊料中的上述Cu-活性金屬的化合物量如果超過40％(體積)，在由該釬焊料形成的焊封層中容易殘留Cu-活性金屬的化合物，有可能形成成為漏氣通路的縮孔。從在加熱處理時的釬焊料的熔融過程中生成有助于潤濕性的足夠量的未熔融物的觀點看，上述Cu-活性金屬的化合物量的下限在3％(體積)為宜。上述釬焊料中的Cu-活性金屬的化合物量最好是5-25％(體積)。含有如此量的Cu-活性金屬的化合物的釬焊料，能進一步改善對由陶瓷構(gòu)成的圓筒體的開口端部的潤濕性。
上述釬焊料的組成，以摩爾比計算，Ag∶Cu∶活性金屬達到50-59∶33-40∶1-17的比例為宜。
尤其，上述釬焊料中的Ag和Cu的組成比率以接近共晶成分為宜。這樣的組成比率的釬焊料，在加熱處理后的焊封層中能形成細小的共晶組織。
另外，從提高釬焊料的熔融溫度、在熔融過程中生成有助于潤濕性的未熔融物的觀點看，上述釬焊料中的上述活性金屬最好完全形成Cu的化合物的形態(tài)，但也可以一部分以活性金屬單體存在。從提高釬焊料的熔融溫度、在熔融過程中生成有助于潤濕性的足夠量的未熔融物的觀點看，上述活性金屬以在上述釬焊料中含有3-17％(摩爾)為宜。
下面，參照圖2、3詳細地說明本發(fā)明的真空氣密容器。
圖2是表示本發(fā)明的真空氣密容器的剖面圖，圖3是表示將圖2中的圓筒體和密封蓋的焊封層局部放大的剖面圖。由金屬構(gòu)成的密封蓋2的框形端部分別接觸地配置在由陶瓷構(gòu)成的圓筒體(cylinder)1的開口端部。使焊封層3介于上述圓筒體1的開口端部和上述密封蓋2的框形端部之間，將上述密封蓋2焊封在上述圓筒體1上。
上述焊封層3，如圖3所示，由在上述圓筒體1的開口端部上形成的活性金屬的偏析層4和由于該偏析層4使上述密封蓋2的框形部一側(cè)提高潤濕性的、以Ag和Cu作為成分的主體5構(gòu)成。另外，上述焊封層3，如圖3所示，設(shè)在上述圓筒體1的開口端部表面擴展的最小長度為L、與上述開口端部表面形成的角度為θ，則上述L與上述密封蓋2的框形端部的厚度(T)的關(guān)系規(guī)定為L＝4T以上，但上述L不超過上述開口端部的寬度，上述θ規(guī)定為θ≤60°。
上述圓筒體1例如由氧化鋁、氮化硅等陶瓷材料制成。
上述密封蓋2例如由不銹鋼、鐵-鎳合金等金屬制成。
所謂偏析層4，意指析出30％(摩爾)以上的活性金屬的層。上述偏析層4具有50nm以上后的厚度為宜。如果上述偏析層的厚度不到50nm，就難以形成上述筒體的開口端部具有高潤濕性的焊封層。上述偏析層的厚度最好是50nm-10μm。
所謂在上述主體5中以Ag和Cu作為主成分，是指Ag和Cu是70％(摩爾)以上。在上述主體5中，作為除上述Ag、Cu以外的成分，允許含有活性金屬和象氧那樣的不可避免的雜質(zhì)。特別是上述主體5中Ag和Cu實質(zhì)上以Ag-Cu共晶合金的形態(tài)存在為佳。
規(guī)定上述焊封層3的形狀的上述開口端部表面上擴展的最小長度L和規(guī)定與上述開口端部表面形成的角度θ，是根據(jù)如下的理由。
如果上述L達不到4T，利用上述焊封層3難以將上述圓筒體1與上述密封蓋2良好地焊封。最好上述L在5T以上。
如果上述θ超過60°，將妨礙焊封層3的焊縫腰高，難以將上述筒體1與上述密封蓋2良好地焊封。上述θ最好是5-60°。
下面詳細說明本發(fā)明的真空氣密容器的制造方法。
首先，在由陶器構(gòu)成的圓筒體的開口端部分別配置由金屬構(gòu)成的密封蓋的框形端部，同時將由Ag-Cu-活性金屬組成的、含有40％(體積)以下的Cu-活性金屬的化合物的焊封用釬焊料分別介于上述各部件之間。接著，以超過Ag-Cu共晶溫度的溫度下加熱處理上述釬焊料，直至在接觸上述釬焊料的上述圓筒體的開口端部表面形成活性金屬的偏析層，從而制成上述圖2、3所示的真空氣密容器。
上述圓筒體例如由氧化鋁、氮化硅等制成。上述密封蓋例如由不銹鋼、鐵-鎳合金等金屬制成。
上述焊封釬焊料例如以薄板或粉末狀態(tài)使用。
上述焊封釬焊料中的上述活性金屬，例如可舉出Ti、Zr、Hf。
上述Cu-活性金屬的化合物可以使用與在上述焊封料中所說的相同物。
上述焊封釬焊料中的上述Cu-活性金屬化合物量的規(guī)定理由與上述釬焊料所說的理由相同。最好上述釬焊料中的Cu-活性金屬化合物的量是5-25％(體積)。
上述焊封釬焊料的組成，按摩爾比計，Ag∶Cu∶活性金屬達到50-59∶33-40∶1-17的比例為好。
上述加熱處理溫度，可根據(jù)上述焊封釬焊料中的Ag和Cu的組成關(guān)系，選擇最佳值，達到活性金屬的偏析層以外的Ag-Cu相最終完全熔融的溫度。另外，如果上述加熱處理溫度過高，在加熱初期，Cu-活性金屬的化合物都同時熔融，不能充分發(fā)揮使上述釬焊料中含有Cu-活性金屬化合物的效果。例如，在使用Ag 57.7％(摩爾)、Cu 38.5％(摩爾)、Ti 3.8％(摩爾)的組成、Ti全部形成Cu4Ti形態(tài)的化合物的釬焊料時，因為Ag-Cu共晶溫度是780℃，所以上述加熱處理溫度在約780-880℃是適宜的。
上述另熱處理溫度以在上述偏析層形成后，使上述Cu-活性金屬的化合物完全溶入熔融的釬焊料中為佳。通過實施這樣的加熱處理，能夠抑制在焊封層上形成成為漏氣通路的縮孔。
上述的熱處理，最好在氬氣等惰性氣體的氣氛中或真空中進行。
以上說明的本發(fā)明釬焊料，由Ag-Cu-活性金屬組成、含有40％(體積)以下的Cu-活性金屬的化合物。上述焊封釬焊料一達到Ag-Cu共晶溫度就開始熔化。上述Cu-活性金屬的化合物，因為化合物固有的熔化溫度高、熔融速度低，所以在上述釬焊料的熔融初期以固相狀態(tài)存在。如果上述Cu-活性金屬的化合物以固相存在于上述釬焊料中，溶融初期的釬焊料組成在表面上Cu減少，形成Ag成分高的狀態(tài)。因此，釬焊料的熔融溫度在表觀上恒定在某范圍而上升。例如，由Ag-Cu-Ti組成，含有40％(體積)以下的Cu-Ti化合物的釬焊料，在熔融初期，Cu-Ti化合物以固相原樣存在于上述釬焊料中，釬焊料組成表觀上Cu減少，形成Ag成分高的狀態(tài)，因此，如圖4的Ag-Cu相圖所示，從Ag-Cu共晶溫度(780℃)的A點移動到Ag成分高、熔融溫度高為B點，就等于具有A-B范圍的熔融溫度。
將這樣的釬焊料介于由陶瓷構(gòu)成的圓筒體的開口端部和由金屬構(gòu)成的密封蓋的框形端部之間，在超過Ag-Cu共晶溫度的溫度下加熱處理上述釬焊料時，如上所述，因為熔融溫度范圍擴大，所以上述釬焊料不能同時完全熔融，一部分以未熔融狀態(tài)存在。未熔融的釬焊料抑制已熔融的釬焊料在上述密封蓋的框形端部一側(cè)過度地上升，保持在上述圓筒體的開口端部的表面一側(cè)。如果熔融的釬焊料保持在由陶瓷構(gòu)成的上述圓筒體的開口端部表面一側(cè)，在這些界面上就析出Cu-活性金屬或者Cu-活性金屬和游離的活性金屬，形成活性金屬的偏析層。如果在上述圓筒體的開口端部表面上形成上述偏析層，上述熔融的釬焊料就在上述偏析層上良好的潤濕而擴展。另一方面，在上述偏析層的形成過程中，Cu-活性金屬的化合物以某種熔融速度溶入溶融的釬焊料中。Cu-活性金屬的化合物熔融時，熔融的釬焊料的組成中的Cu成分就提高，Ag、Cu組成最終回到加熱處理前。像這樣的組成的熔點比上述熔融初期的表觀熔點低。因此，在加熱處理后的冷卻中，與熔融初期不同，防止凝固溫度上升，熔融的釬焊料同時凝固。
因此，使用上述組成的釬焊料，在由陶瓷構(gòu)成的圓筒體1的開口端部和由金屬構(gòu)成的密封蓋2的框形端部之間能形成圖2、3所示焊腳長度的焊封層3，而且在上述焊封層3的上述圓筒體1的開口端部表面一側(cè)形成活性金屬的偏析層4，因此能夠制造上述圓筒體1的開口端部和上述密封蓋12的框形端部牢固且氣密地焊封的真空氣密容器。
另外，在為了形成了上述焊封層的冷卻過程中，因為防止了凝固溫度上升，使熔融的釬焊料一次凝固，所以不存在成為漏氣通路的縮孔，能夠形成密封性高的焊封層。特別是如果使用以Ag-Cu共晶合金成分含有Ag-Cu的釬焊料，在冷卻過程中，在上述圓筒體1的開口端部和上述密封蓋12的框形端部之間能形成無其地溶入、具有均勻且細小組織的焊封層。從而能夠制造更可靠地防止焊封層中的漏氣通路的氣密性高為真空氣密容器。
本發(fā)明的真空氣密容器，如上述圖2、3所示，具有在由陶瓷構(gòu)成的圓筒體1的開口端部分別接觸地配置由金屬構(gòu)成的密封蓋2的框形端部、用焊封層3焊封這些部件1、2的結(jié)構(gòu)。上述焊封層3，如圖3所示，由在上述圓筒體11的開口端部一側(cè)形成的活性金屬的偏析層4及由于該偏析層4使上述密封蓋2的框形端部一側(cè)提高潤濕性的、以Ag和Cu作為主成分的焊封部主體15構(gòu)成。另外，上述焊封層13，如圖3所示，設(shè)在上述圓筒體11的開口端部表面上擴展的最小長度為L、與上述開口端部表面形成的角度為，則上述L與上述密封蓋12的框形端部的厚度(T)的關(guān)系規(guī)定在L＝4T以上，但上述L不超過上述開口端部的寬度，上述θ規(guī)定為θ≤60°。
因而，通過規(guī)定了上述L和θ的焊腳長度的焊封層3能將上述密封蓋2的框形端部焊合在上述圓筒體1的開口端部上，而且因為上述焊封層3在上述圓筒體1的開口端部的界面上具有活性金屬的偏析層4，所以能夠?qū)崿F(xiàn)上述圓筒體1的開口端部與上述密封蓋2的框形端部牢固且氣密地焊封的真空氣密容器。
此外，由于利用具有細小共晶組織的Ag-Cu共晶合金形成構(gòu)成上述焊封層3的主體5，所以能更可靠地防止焊封層中的漏氣通路，實現(xiàn)氣密性高的真空氣密容器。
以下參照上述附圖詳細地說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
實施例1首先，制成具有Ag57.7％(摩爾)、Cu38.5％(摩爾)、Ti3.8％(摩爾)組成的熔融液，在所希望的鑄型內(nèi)使該熔融液緩慢冷卻，制成Ti的全部基本上以Cu4Ti的形式含有的、外徑39mm、內(nèi)徑約為38.5mm、厚0.2mm的環(huán)狀釬焊料。通過斷面觀察，該釬焊料的Cu4Ti的體積比率是27％。另外，作為其制作方法，有放入金屬模內(nèi)進行制造的方法和開始先制成板材、然后沖壓成所希望形狀的方法。后一種方法在成本方面是有利的。
接著；通過上述環(huán)狀釬焊料，使厚0.5mm、外徑39mm、高5mm的由SUS304構(gòu)成的密封蓋的環(huán)狀端部分別接觸外徑44mm、內(nèi)徑39mm、高52mm、純度94％的氧化鋁制圓筒體的開口端部。隨后，將該部件放入真空爐中，抽真空至6×10-4Pa后，以327℃/hr的升溫速度升溫至810℃。保持20分鐘，原封不動地進行爐冷，這樣就制成上述密封蓋的環(huán)狀端部用焊封層分別焊合在上述圓筒體的開口端部上的真空氣密容器。
比較例1作為焊封釬焊料，使用將Ag、Cu和Ti的箔層疊的層疊物，它與實施例1形成相同成分的組成，配置上述焊封釬焊料時，使上述Ti箔位于圓筒體的開口端部一側(cè)，除此之外，按照與實施例1相同的方法制成真空氣密容器。
比較例2作為釬焊料，使用與實施例1相同成分組成、由非晶態(tài)的Ag、Cu和Ti組成的釬焊料，除此之外，按照與實施例1相同的方法制成真空氣密容器。再者，在上述非晶態(tài)的釬焊料中，Ti不是以Cu4Ti的形式存在。
調(diào)查了實施例1和比較例1、2所得到的真空氣密容器的焊封部的形狀。其結(jié)果，如上述圖3所示，實施例1的真空氣密容器的焊封層3由Ti偏析層4和主體5構(gòu)成，而且具有L為10mm(20T，T是上述密封蓋的厚度)、θ為30°的焊腳長度形狀。上述Ti偏析層4的厚度是2μm。另外，上述焊封層3的上述主體5的組織由細小的Ag-Cu共晶合金組成，完全沒有可能成為漏氣通路的空隙。與此相對，比輕例1、2的真空氣密容器，如圖5所示，在圓筒體1的開口端部和密封蓋2的環(huán)狀端部之間形成的焊封層11形成球根一樣的形狀。另外，比較例1的焊封層，L是5mm(10T，T是上述密封蓋的厚度)，θ是100°，與上述圓筒體1的開口端部的接觸面積狹窄。比較例2的焊封層，L是5.5mm(11T，T是上述密封蓋的厚度)，θ是110°，與上述圓筒體1的開口端部的接觸面積也狹窄。
調(diào)查了實施例1和比較例1、2的真空氣密容器內(nèi)部的真空氣密性。其結(jié)果，實施例1的真空氣密容器未發(fā)現(xiàn)漏氣。與此相對，比較例1、2的真空氣密容器均看到由于漏氣而引起的真空度降低。
另外，在實施例1和比較例1、2的真空氣密容器的焊封部涂上紅色涂料，用紅液滲透探傷法調(diào)查是否有缺陷。其結(jié)果，實施例1的真空氣密容器未發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生空隙。與引相對，比較例1的真空氣密容器在氧化鋁制圓筒體與焊封層的界面上產(chǎn)生空隙。比較例2的真空氣密容器在氧化鋁制圓筒體與焊封層的界面上產(chǎn)生裂紋。
對于實施例1和比較例1、2的真空氣密容器，將密封蓋拉伸，進行軸向抗拉強度試驗，調(diào)查了焊封部的斷面。其結(jié)果，實施例1的真空氣密容器在圓筒體的開口端部與焊封層的接合界面未產(chǎn)生空隙。與此相對，比較例1、2的真空氣密容器在圓筒體的開口端部與焊封層的接合界面均產(chǎn)生空隙。
實施例2首先，制作具有Ag50.0％(摩爾)、Cu41.7％(摩爾)、Ti8.3％(摩爾)組成的熔融液，在所希望的鑄型內(nèi)使該熔融液緩慢冷卻，制成以Ti單體和Cu4Ti的形式含有Ti的、外徑39mm、內(nèi)徑約38.5mm、厚0.3mm的環(huán)狀釬焊料。通過斷面觀察等，該釬焊料的Cu4Ti的體積比率是33％。
接著，通過上述釬焊料將厚0.5mm、外徑39mm、高5mm的蓋狀的、由SUS304構(gòu)成的密封蓋焊合到外徑44mm、內(nèi)徑39mm、高52mm、純度94％的氧化鋁制圓筒狀絕緣容器的兩端面。然后將該部件放入真空爐中，抽真空至6×10-4Pa后，以327℃/h的升溫速度升溫到873℃，保持20分鐘，原封不動地進行爐冷，制成由焊封層將上述密封蓋的環(huán)狀端部分別焊合在上述圓筒體的開口端部上的真空氣密容器。
調(diào)查了實施例2得到的真空氣密容器中的焊封層的形狀。其結(jié)果，實施例2的真空氣密容器的焊封層，如上述圖3所示，由Ti偏析層4和Ag-Cu共晶合金作為主成分的主體5構(gòu)成，而且具有L是10mm(20T，T是上述密封蓋的厚度)、θ為30°的焊腳長度形狀。上述Ti偏析層的厚度是3μm。另外，上述焊封層3中，上述主體5以Ag-Cu共晶合金作為主成分，雖然存在部分未熔融的Cu-Ti化合物，但未發(fā)現(xiàn)可能成為漏氣通路的空隙。
調(diào)查了上述真空氣密容器內(nèi)部的真空氣密性。其結(jié)果，該真空氣密容器未發(fā)現(xiàn)漏氣。另外，在上述真空氣密容器的焊封部涂上紅色涂料，用紅液滲入擦傷法調(diào)查有無缺陷。其結(jié)果，該真空氣密容器未產(chǎn)生裂紋。對上述真空氣密容器，還拉伸密封蓋，進行軸向抗拉強度試驗，調(diào)查了焊封層的斷面。其結(jié)果，在氧化鋁制圓筒體與焊封層的界面上未產(chǎn)生空隙。
再者，作為焊封釬焊料，即使使用由Ag、Cu和Zr組成的、含有40％(體積)以下Cu-Zr化合物的釬焊料，或者由Ag、Cu和Hf組成的、含有40％(體積)以下Cu-Hf化合物的釬焊料，也能與實施例1、2同樣地將不銹鋼制密封蓋的環(huán)狀端部牢固地焊合在氧化鋁制圓筒體的開口端部，制造高氣密的真空氣密容器。
如上所述，按照本發(fā)明能提供對由陶瓷構(gòu)成的絕緣容器的開口端部的潤濕性優(yōu)良的真空氣密容器用焊封釬焊料。
另外，按照本發(fā)明，能提供下述的真空氣密容器，該容器的結(jié)構(gòu)是，利用具有在圓筒體的開口端部表面上形成的活性金屬的偏析層的焊腳長度的焊封層牢固地焊封由陶瓷構(gòu)成的圓筒體的開口端部和由金屬構(gòu)成的密封蓋。
按照本發(fā)明，還能提供真空氣密容器的制造方法，該方法是使用對上述圓筒體即對陶瓷具有優(yōu)良潤濕性的釬焊料，通過較低溫度的加熱處理，能夠牢固地焊封由陶瓷構(gòu)成的圓筒體的開口端部和由金屬構(gòu)成的密封蓋。
權(quán)利要求
1.真空氣密容器用焊封釬焊料，其特征是由Ag、Cu和活性金屬組成，含有40％(體積)以下的Cu-活性金屬的化合物。
2.權(quán)利要求1所述的釬焊料，其中，上述活性金屬選自Ti、Zr和Hf。
3.權(quán)利要求1所述的釬焊料，其中，上述Ag和Cu以在超過Ag-Cu共晶溫度的加熱處理時實質(zhì)上將變成Ag-Cu共晶合金的成分比例進行配合。
4.權(quán)利要求1所述的釬焊料，其中，Ag、Cu和活性金屬按摩爾比計，以Ag∶Cu∶活性金屬＝50-59∶33-40∶1-17的比例配合。
5.權(quán)利要求1所述的釬焊料，其中，上述活性金屬是Ti，而且上述Cu-活性金屬的化合物是Cu4Ti。
6.權(quán)利要求1所述的釬焊料，其中，上述Cu-活性金屬的化合物含5-25％(體積)。
7.真空氣密容器，其特征在于，具有由陶瓷構(gòu)成的圓筒體；分別配置在上述圓筒體的開口端部、具有密封上述圓筒體的開口端部的框形端部的密封蓋；以及使上述密封蓋的框形端部分別接合在上述圓筒體的開口端部上的焊腳長度的焊封層，上述焊封層(a)由在上述開口端部一側(cè)上形成的活性金屬的偏析層及由于該偏析層使上述密封蓋的框形端部提高潤濕性的、以Ag-Cu作為主成分的主體構(gòu)成，而且(b)設(shè)在上述開口端部表面擴展的最小長度為L、與上述開口端部的表面形成的角度為θ，上述L與上述密封蓋的框形端部的厚度(T)的關(guān)系規(guī)定為L＝4T以上，但上述L不超過上述開口端部的寬度，上述θ規(guī)定為θ≤60°。
8.權(quán)利要求7所述的真空氣密容器，其中，上述圓筒體由氧化鋁制成。
9.權(quán)利要求7所述的真空氣密容器，其中，上述密封蓋由不銹鋼制成。
10.權(quán)利要求7所述的真空氣密容器，其中，上述主體以Ag-Cu共晶合金作為主成分。
11.權(quán)利要求7所述的真空氣密容器，其中，上述活性金屬的偏析層具有50nm以上的厚度。
12.權(quán)利要求7所述的真空氣密容器，其中，上述開口端部的表面與上述焊封層形成的角度(θ)是5-60°。
13.真空氣密容器的制造方法，其特征在于具有以下工序在由陶瓷構(gòu)成的圓筒體的開口端部配置由金屬構(gòu)成的密封蓋的框形端部，將由Ag-Cu-活性金屬組成的、含有40％(體積)以下的Cu-活性金屬化合物的焊封用釬焊料介于上述圓筒體的開口端部與上述密封蓋的框形端部之間的工序；以及在超過Ag-Cu共晶溫度的溫度下將上述釬焊料加熱處理、直至在接觸上述釬焊料的上述圓筒體的開口端部表面形成活性金屬的偏析層，將上述密封蓋焊封在上述圓筒體上的工序。
14.權(quán)利要求13所述的制造方法，其中，上述釬焊料制成薄板形式。
15.權(quán)利要求13所述的制造方法，其中，上述釬焊料中的上述活性金屬選自Ti、Zr和Hf。
16.權(quán)利要求13所述的制造方法，其中，上述Ag和Cu在上述加熱處理時實質(zhì)上轉(zhuǎn)變成Ag-Cu共晶合金的成分比例進行配合。
17.權(quán)利要求13所述的制造方法，其中，上述釬焊料中的上述活性金屬是Ti，而且上述Cu-活性金屬的化合物是Cu4Ti。
18.權(quán)利要求13所述的制造方法，其中，上述釬焊料含有5-25％(體積)的上述Cu-活性金屬的化合物。
19.權(quán)利要求13所述的制造方法，其中，上述活性金屬的偏析層具有50nm以上的厚度。
20.權(quán)利要求13所述的制造方法，其中，上述加熱處理，在形成上述偏析層后使上述Cu-活性金屬的化合物完全溶入熔融的釬焊料中。
21.權(quán)利要求13所述的制造方法，其中，上述加熱處理在惰性氣體氣氛或真空中進行。
全文摘要
焊封釬焊料對于由陶瓷構(gòu)成的圓筒體的開口端部的潤濕性良好，能夠?qū)⒂山饘贅?gòu)成的密封蓋良好地焊封在上述開口端部。該焊封釬焊料由Ag、Cu和活性金屬組成，含有40％(體積)以下的Cu-活性金屬的化合物。
文檔編號H01H33/66GK1161265SQ9710085
公開日1997年10月8日 申請日期1997年3月12日 優(yōu)先權(quán)日1996年3月12日
發(fā)明者丸山美保, 中橋昌子, 長部清, 滝川里卡, 丹羽昭次 申請人:東芝株式會社