JP4580881B2 - Rectangular metal ring brazing method - Google Patents
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Description
本発明は、セラミック基板上に矩形金属リングを接合する際に、矩形金属リングを位置ずれ及び角度ずれすることなく接合するための矩形金属リングろう付け方法に関する。 The present invention relates to a rectangular metal ring brazing method for bonding a rectangular metal ring without displacement and angular displacement when bonding the rectangular metal ring on a ceramic substrate.
従来、セラミック基板上に矩形金属リングを金属ろうを用いて接合する製品においては、セラミック基板上における矩形金属リングの位置ずれや角度ずれが不良品や欠陥品を生じさせるもとであり、製品の歩留まりを悪化させる主因でもあった。
また、金属ろうにより接合される矩形金属リングは、たとえば、その平面形状寸法が３ｍｍ×６ｍｍ程度か、あるいは、これよりもさらに小さい場合があり、このような微小な矩形金属リングを位置ずれ及び角度ずれすることなく正確にセラミック基板上に載置するための技術が必要であった。
このような課題に対処するための発明が開示されている。
Conventionally, in a product in which a rectangular metal ring is joined to a ceramic substrate using a metal brazing, the positional deviation or angular deviation of the rectangular metal ring on the ceramic substrate is a cause of defective or defective products. It was also the main cause of worsening yield.
In addition, the rectangular metal ring joined by the metal braze may have, for example, a planar shape dimension of about 3 mm × 6 mm or even smaller than this. A technique for accurately placing the ceramic substrate on the ceramic substrate without shifting is necessary.
An invention for dealing with such a problem is disclosed.
以下に、従来技術に係る「セラミック基板のキャップ固定リング取付け方法」について説明する。
特許文献１に記載される「セラミック基板のキャップ固定リング取付け方法」においては、微小な矩形金属リングをセラミック基板上に位置ずれ及び角度ずれすることなく正確に接合するために、予めセラミック基板上に接合する矩形金属リングの底面側に、すなわち、セラミック基板との接合面側を予め金属ろうで被覆しておき、次に、セラミック基板上の矩形金属リング搭載位置に矩形金属リングを仮止めするための仮止め剤を塗布し、そして、Ｘ−Ｙ−θ方向への位置決めを高精度に行なうことができる装置（以下、Ｘ−Ｙ−θテーブルという。）により、セラミック基板上における矩形金属リングの載置場所と、セラミック基板上に供給される矩形金属リングの接合面が正確に一致するようにセラミック基板の位置を修正し、その後、セラミック基板との接合面側を金属ろうで被覆した矩形金属リングを仮止め剤上に載置していた。
そして、セラミック基板上の矩形金属リングの載置が必要な場所全てに対して矩形金属リングが載置されるまで仮止め剤の塗布と矩形金属リングの載置を繰り返し、全ての矩形金属リングの設置が完了した後に、このセラミック基板を加熱して仮止め剤を蒸発させるとともに金属ろうを溶融させてセラミック基板上に矩形金属リングを接合していた。
このような特許文献１に記載される方法によれば、セラミック基板の位置を修正する際にＸ−Ｙ−θテーブルを用いることで、セラミック基板上の矩形金属リング載置場所と金属ろうで被覆した矩形金属リングの接合面を略完全に一致させながら矩形金属リングをセラミック基板上に１つづつ載置することができるので、矩形金属リングの角度ずれにより不良品や欠陥品となる製品の数を大幅に減らすことができる。この結果、製品の歩留まりを大幅に改善することができる。
Hereinafter, a “ceramic substrate cap fixing ring mounting method” according to the related art will be described.
In the “method of attaching a cap fixing ring of a ceramic substrate” described in Patent Document 1, in order to accurately bond a minute rectangular metal ring on a ceramic substrate without being displaced or angularly displaced, the ceramic substrate is previously formed on the ceramic substrate. In order to temporarily fix the rectangular metal ring to the rectangular metal ring mounting position on the ceramic substrate by previously covering the bottom surface side of the rectangular metal ring to be bonded, that is, the bonding surface side with the ceramic substrate with metal brazing in advance. Of a rectangular metal ring on a ceramic substrate by an apparatus (hereinafter referred to as an XY-θ table) that can apply a temporary fixing agent and accurately position in the XY-θ direction. Correct the position of the ceramic substrate so that the mounting location and the joint surface of the rectangular metal ring supplied on the ceramic substrate exactly match, A rectangular metal ring in which the bonding surface side with the ceramic substrate was coated with a metal brazing was placed on the temporary fixing agent.
Then, the application of the temporary fixing agent and the placement of the rectangular metal rings are repeated until the rectangular metal rings are placed on all the places where the rectangular metal rings need to be placed on the ceramic substrate. After the installation was completed, the ceramic substrate was heated to evaporate the temporary fixing agent and melt the metal brazing to join the rectangular metal ring on the ceramic substrate.
According to such a method described in Patent Document 1, the XY-θ table is used when correcting the position of the ceramic substrate, so that the rectangular metal ring mounting place and the metal brazing on the ceramic substrate are covered. Since the rectangular metal rings can be placed one by one on the ceramic substrate with the joined surfaces of the rectangular metal rings substantially perfectly matched, the number of products that are defective or defective due to the angular deviation of the rectangular metal rings Can be greatly reduced. As a result, the product yield can be greatly improved.
しかしながら、上述の特許文献１に開示されるような「セラミック基板のキャップ固定リング取付け方法」では、セラミック基板上の矩形金属リング載置場所全てについて個別にＸ−Ｙ−θテーブルを用いて位置及び角度の修正を行う必要があり煩雑な上、時間もかかるという課題があった。
さらに、１枚当たりの矩形金属リング載置場所が１００箇所を超えるセラミック基板を１日当たり数万個生産する場合もあり、その全てについて上述のような作業を繰り返すことは極めて煩雑であり、時間もかかる上、セラミック基板の角度修正を可能にするためのＸ−Ｙ−θテーブルを導入するのにかかるコストがかさむという課題があった。そして、製品の歩留まりが向上したとしても、手間や、設備に係るコストが製品に反映された結果、大量生産した場合でも製品の大幅なコストダウンにはつながり難いという課題があった。
さらに、最終製品の小型軽量化に伴い、セラミック基盤に載置される矩形金属リングも一層小型化する傾向にあり、このような状況に対処するためには、より高精度のＸ−Ｙ−θテーブルを導入して微小な矩形金属リングをより正確にセラミック基板上に載置する必要があり、高度な技術を要するため設備にかかるコストが一層かさむという課題もあった。
また、上述の特許文献１に記載される方法の場合、細心の注意を払って載置した矩形金属リングが位置ずれ及び角度ずれすることがないように、矩形金属リングを強固に仮止めする必要がある。そのために、例えば、外形寸法が３ｍｍ×６ｍｍ程度の矩形金属リング１個をセラミック基板上に仮止めする際には、矩形金属リングの載置場所に正確に８箇所もの仮止め剤を塗布する必要がありこの作業も煩雑であった。
However, in the “method of attaching the cap fixing ring of the ceramic substrate” as disclosed in the above-mentioned Patent Document 1, the position and the position of each rectangular metal ring mounting place on the ceramic substrate are individually determined using the XY-θ table. There is a problem that it is necessary to correct the angle, which is complicated and takes time.
Furthermore, there are cases in which tens of thousands of ceramic substrates having a rectangular metal ring mounting place per sheet are produced per day, and it is extremely complicated and time-consuming to repeat the above-described operations for all of them. In addition, there is a problem that the cost for introducing the XY-θ table for enabling the angle correction of the ceramic substrate is increased. Even if the yield of the product is improved, there is a problem that it is difficult to significantly reduce the cost of the product even when mass production is performed as a result of the labor and the cost related to the equipment being reflected in the product.
Furthermore, along with the reduction in size and weight of the final product, the rectangular metal ring placed on the ceramic substrate tends to be further reduced in size, and in order to cope with such a situation, more accurate XY-θ There is also a problem that it is necessary to place a small rectangular metal ring on the ceramic substrate more accurately by introducing a table, which requires a high level of technology and further increases the cost of the equipment.
Further, in the case of the method described in Patent Document 1 described above, it is necessary to firmly fix the rectangular metal ring firmly so that the rectangular metal ring placed with great care does not shift in position and angle. There is. Therefore, for example, when temporarily fixing one rectangular metal ring having an outer dimension of about 3 mm × 6 mm on the ceramic substrate, it is necessary to apply as many as eight temporary fixing agents to the mounting place of the rectangular metal ring. This work was complicated.
本発明はかかる従来の事情に対処してなされたものであり、その目的は、セラミック基板上に微小な矩形金属リングを位置ずれ及び角度ずれすることなく高精度にろう付けすることができ、そのための設備も簡素にすることができる矩形金属リングろう付け方法を提供することにある。 The present invention has been made in response to such a conventional situation, and an object of the present invention is to be able to braze a minute rectangular metal ring on a ceramic substrate with high accuracy without displacement and angular displacement. An object of the present invention is to provide a rectangular metal ring brazing method capable of simplifying the equipment.
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明である矩形金属リングろう付け方法は、セラミック基板上の所定位置に矩形金属リングを位置ずれ及び角度ずれすることなく接合するための矩形金属リングろう付け方法であって、矩形金属リングろう付け方法は、セラミック基板上に矩形金属リングの平面形状に符合する形状に被着された金属層上に仮止め剤を塗布する仮止め剤塗布工程と、この仮止め剤上に、金属層と金属ろうとのクラッド材で形成された矩形金属リングを載置する金属リング載置工程と、金属ろうを溶融させるとともに仮止め剤を蒸発又は加熱分解させてセラミック基板に矩形金属リングを接合する金属リングろう付け工程を有し、仮止め剤塗布工程において、仮止め剤は、矩形金属リングの平面形状に符合する形状に被着された金属層上の対辺に少なくとも１対点状に塗布され、金属リング載置工程においては、水平方向（以下、Ｘ軸という。）及び垂直方向（以下、Ｙ軸という。）のみを基軸に位置補正を行なって矩形金属リングの平面形状に係る重心と，金属層の平面形状に係る重心とを一致させ、金属リングろう付け工程においては、溶融した金属ろうの表面張力により矩形金属リングの角度ずれ修正を行うことを特徴とするものである。
上記構成の矩形金属リングろう付け方法において、仮止め剤塗布工程は、矩形金属リングがろう付けされるまでの間、脱落や位置ずれを防止するための仮止め剤を予めセラミック基板上に被着された金属層上に塗布するという作用を有する。そして、金属リング載置工程は、セラミック基板をＸ軸及びＹ軸のみを基軸に位置修正して、予め仮止め剤を塗布した矩形金属リングの載置場所、すなわちセラミック基板上に被着された金属層上に矩形金属リングを１づつ載置するという作用を有する。
さらに、金属リングろう付け工程は、矩形金属リング載置場所の全てに矩形金属リングが仮止めされたセラミック基板を加熱して、熱で仮止め剤を蒸発又は熱分解させるとともに矩形金属リングの接合面を被覆する金属ろうを溶融させ、溶融した金属ろうの表面張力により矩形金属リングの角度ずれを修正し、矩形金属リングの角度ずれが修正された状態でセラミック基板と接合するという作用を有する。
In order to achieve the above object, a rectangular metal ring brazing method according to claim 1 of the present invention is a rectangular metal ring brazing method for joining a rectangular metal ring to a predetermined position on a ceramic substrate without displacement and angular deviation. A rectangular metal ring brazing method is a temporary bonding agent applying step of applying a temporary bonding agent on a metal layer deposited in a shape corresponding to a planar shape of a rectangular metal ring on a ceramic substrate; A metal ring mounting step for mounting a rectangular metal ring formed of a clad material of a metal layer and a metal brazing on the temporary fixing agent, and melting the metal brazing and evaporating or thermally decomposing the temporary fixing agent to produce a ceramic. has a metal ring brazing process for joining a rectangular metal ring to the substrate, the temporary bonding agent applying step, the temporary bonding agent is to be shaped to conforms to the planar shape of a rectangular metal ring Applied to at least one pair point shape opposite sides on the metal layer which is, in the metal ring mounting step, the horizontal direction (hereinafter, referred to as X-axis.) And the vertical direction (hereinafter, referred to as Y-axis.) The only base shaft and the center of gravity of the position correction to the planar shape of a rectangular metal ring I line Do, is matched with the center of gravity of the plane shape of the metal layer, the metal ring brazing step, a rectangular metal ring by the surface tension of the molten brazing metal the angular displacement corrected is characterized in row Ukoto.
In the rectangular metal ring brazing method having the above-described configuration, the temporary bonding agent coating step applies a temporary bonding agent on the ceramic substrate in advance to prevent dropping or misalignment until the rectangular metal ring is brazed. It has the effect | action of apply | coating on the formed metal layer. In the metal ring mounting step, the position of the ceramic substrate was corrected on the basis of only the X-axis and the Y-axis, and the rectangular metal ring on which the temporary fixing agent was applied in advance, that is, the ceramic substrate was deposited on the ceramic substrate. The rectangular metal rings are placed one by one on the metal layer.
Furthermore, the metal ring brazing process heats the ceramic substrate on which the rectangular metal ring is temporarily fixed at all of the rectangular metal ring mounting places, evaporates or thermally decomposes the temporary fixing agent, and joins the rectangular metal ring. The metal brazing that covers the surface is melted, the angle deviation of the rectangular metal ring is corrected by the surface tension of the molten metal brazing, and the rectangular metal ring is bonded to the ceramic substrate with the angle deviation corrected.
請求項２に記載の発明である矩形金属リングろう付け方法は、請求項１記載の矩形金属リングろう付け方法であって、仮止め剤塗布工程において、仮止め剤は、矩形金属リングの平面形状に符合する形状に被着された金属層上の長辺又は短辺の対辺の中央に１対点状に塗布されることを特徴とするものである。
上記構成の矩形金属リングろう付け方法は、請求項１に記載の発明の作用に加えて、仮止め剤塗布工程は、矩形金属リングの平面形状に略符合する形状に被着された金属層上の長辺又は短辺の対辺の略中央に塗布される１対略点状の仮止め剤により矩形金属リングを仮止め可能にするという作用を有する。
The rectangular metal ring brazing method according to claim 2 is the rectangular metal ring brazing method according to claim 1, wherein, in the temporary bonding agent application step, the temporary bonding agent is a planar shape of the rectangular metal ring. It is characterized in that it is applied in the form of a pair of dots on the center of the opposite side of the long side or the short side on the metal layer deposited in a shape matching the above.
In addition to the operation of the invention according to claim 1, the method of brazing a rectangular metal ring having the above-described configuration is characterized in that the temporary fixing agent application step is performed on a metal layer deposited in a shape that substantially matches the planar shape of the rectangular metal ring. The rectangular metal ring can be temporarily fixed by a pair of substantially point-like temporary fixing agents applied to the approximate center of the opposite side of the long side or the short side.
請求項３に記載の発明である矩形金属リングろう付け方法は、請求項１又は請求項２に記載の矩形金属リングろう付け方法であって、矩形金属リングの平面外形寸法は２ｍｍ×２ｍｍ以下であることを特徴とするものである。
上記構成の矩形金属リングろう付け方法は、請求項１又は請求項２に記載さいの発明の作用に加えて、矩形金属リングの平面外形寸法を２ｍｍ×２ｍｍ以下とすることで、金属ろうが溶融した際に、その表面張力による矩形金属リングの角度ずれ修正を可能にするという作用を有する。
A rectangular metal ring brazing method according to a third aspect of the present invention is the rectangular metal ring brazing method according to the first or second aspect, wherein a planar external dimension of the rectangular metal ring is 2 mm × 2 mm or less. It is characterized by being.
In the rectangular metal ring brazing method having the above-described configuration, in addition to the operation of the invention according to claim 1 or 2, the planar outer dimension of the rectangular metal ring is set to 2 mm × 2 mm or less, so that the metal braze is melted. When it does, it has the effect | action of enabling the angle shift correction of the rectangular metal ring by the surface tension.
本発明の請求項１記載の矩形金属リングろう付け方法によれば、金属ろうが溶融した際にその表面張力で矩形金属リングの角度ずれが自動的に修正されるため、その前の工程である金属リング載置工程においてセラミック基板上に矩形金属リングを載置する際に、セラミック基板上に被着された金属層の形状と矩形金属リングの接合面の形状を、位置ずれ及び角度ずれを修正して厳密に対向させる必要がない。このため、金属リング載置工程におけるセラミック基板の位置ずれ及び角度ずれを修正する作業のうち、角度ずれを修正する作業を省略することができるという効果を有する。
この結果、金属リング載置工程にかかる時間を短縮できるとともに、金属リング載置工程に必要な設備を簡素化できるという効果を有する。
従って、セラミック基板上に矩形金属リングが位置ずれ及び角度ずれすることなく正確にろう付けされた製品を迅速にかつ大量に生産することが可能となり、さらに、その際に製品の製造コストも削減できるという効果を有する。
According to the rectangular metal ring brazing method of the first aspect of the present invention, when the metal braze is melted, the angular deviation of the rectangular metal ring is automatically corrected by the surface tension. When mounting a rectangular metal ring on a ceramic substrate in the metal ring mounting process, correct the displacement and angular displacement of the shape of the metal layer deposited on the ceramic substrate and the shape of the joint surface of the rectangular metal ring. Therefore, it is not necessary to strictly face each other. For this reason, it has the effect that the operation | work which corrects an angle shift can be abbreviate | omitted among the operations which correct the position shift and angle shift of a ceramic substrate in a metal ring mounting process.
As a result, the time required for the metal ring placement process can be shortened, and the facilities necessary for the metal ring placement process can be simplified.
Accordingly, it is possible to quickly and mass-produce a product in which the rectangular metal ring is accurately brazed on the ceramic substrate without being displaced and angularly displaced, and at the same time, the manufacturing cost of the product can be reduced. It has the effect.
本発明の請求項２記載の矩形金属リングろう付け方法は、請求項１に記載の発明が単にセラミック基板上に被着された金属層上の対辺に少なくとも１対略点状に塗布されるのに対して、本発明では、セラミック基板上に被着された金属層上の長辺又は短辺の対辺の略中央に１対略点状に塗布することで、矩形金属リングの角度ずれに対する許容範囲を拡大させて、溶融した金属ろうの表面張力による矩形金属リングの角度ずれの修正をより容易かつ高精度に実施することができるという効果を有する。
この結果、セラミック基板上に矩形金属リングをろう付けするのに要する時間も短縮することができ、生産性が一層向上されるという効果を発揮する。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a rectangular metal ring brazing method in which the invention according to the first aspect is simply applied in at least one pair of points on opposite sides of a metal layer deposited on a ceramic substrate. On the other hand, in the present invention, by applying a pair of points substantially at the center of the opposite side of the long side or the short side on the metal layer deposited on the ceramic substrate, the tolerance for the angular deviation of the rectangular metal ring is allowed. By expanding the range, it is possible to more easily and highly accurately correct the angular deviation of the rectangular metal ring due to the surface tension of the molten metal brazing.
As a result, the time required for brazing the rectangular metal ring on the ceramic substrate can be shortened, and the productivity is further improved.
本発明の請求項３記載の矩形金属リングろう付け方法は、請求項１又は請求項２に記載の発明の効果に加えて、矩形金属リングの平面外形寸法を２ｍｍ×２ｍｍ以下にすることで、溶融した金属ろうの表面張力により矩形金属リングの角度ずれを修正するという作用を一層確実にするという効果を有する。
この結果、セラミック基板上に金属リングを接合した製品を製造する際、不良品や欠陥品の発生数を大幅に削減することができ、製品の歩留まりが一層向上するという効果を有する。よって、製品を製造する際のコストを大幅に削減できるという効果を有する。
The rectangular metal ring brazing method according to claim 3 of the present invention, in addition to the effect of the invention according to claim 1 or claim 2, by making the planar outer dimension of the rectangular metal ring 2 mm × 2 mm or less, This has the effect of further ensuring the action of correcting the angular deviation of the rectangular metal ring by the surface tension of the molten metal brazing.
As a result, when manufacturing a product in which a metal ring is bonded to a ceramic substrate, the number of defective products and defective products can be greatly reduced, and the yield of the product is further improved. Therefore, it has the effect that the cost at the time of manufacturing a product can be reduced significantly.
以下に、本発明を実施するための最良の形態に係る矩形金属リングろう付け方法について図１乃至図３を参照しながら詳細に説明する。
図１は本発明の実施の形態に係る金属ろう付け方法の作業工程を示すフローチャートである。また、図２（ａ）〜（ｄ）はいずれも本発明の実施の形態に係る金属ろう付け方法の各工程を示す概念図である。
［１］まず本実施の形態に係る矩形金属リングろう付け方法の各工程について図１及び図２を参照しながら説明する。
本実施の形態に係る矩形金属リングろう付け方法１は、図１及び図２に示すように、セラミック基板６上に矩形金属リング９の平面形状に略符合する形状の金属層を被着する金属層被着工程２と、この工程の後に、予め被着された金属層７上に、矩形金属リング９の外れや位置ずれを防止しながら仮止めするための仮止め剤８を塗布する仮止め剤塗布工程３と、この仮止め剤８上に金属層と金属ろうとのクラッド材で形成された矩形金属リング９を位置ずれが生じないように載置する金属リング載置工程４と、全ての金属層７上に矩形金属リング９を載置した後に、セラミック基板６を加熱して仮止め剤８を蒸発又は加熱分解させるとともに金属ろう１１を溶融させて、角度ずれを解消しながらセラミック基板６に矩形金属リング９を接合する金属ろう付け工程５により構成されるものである。
なお、本願特許請求の範囲及び明細書中に記載される矩形金属リング９の位置ずれとは、金属層７上に矩形金属リング９を載置した際に、矩形金属リング９の平面形状に係る重心と、金属層７の平面形状に係る重心がずれていることを意味している。すなわち、金属層７の平面形状に係る重心が、図２（ｂ）に示すＸ軸及びＹ軸により構成される原点Ｏ上にあるとすると、金属層７上に矩形金属リング９を載置した際に、矩形金属リング９の平面形状に係る重心が原点Ｏからずれている状態を意味している。
これに対して、矩形金属リング９の角度ずれとは、金属層７上に矩形金属リング９を載置した際に、矩形金属リング９の平面形状に係る重心と、金属層７の平面形状に係る重心との一致は問題ではなく、矩形金属リング９が重心を中心として周方向にずれた状態で載置されていることを示している。例えば、図２（ｃ）に示すように、矩形金属リング９の平面形状に係る重心はＸ軸及びＹ軸により構成される原点Ｏ上に一致して存在するものの、矩形金属リング９は原点Ｏを中心に角度θだけ周方向にずれた状態で載置されていることを示している。
本実施の形態に係る矩形金属リングろう付け方法１では、セラミック基板６上の金属層７上に矩形金属リング９が仮止め剤８を介して重なっている状態を実現するために、まず、セラミック基板６上に金属層７を被着し、そして仮止め剤８、矩形金属リング９を順次重ねていく方法を採用している。
その第１段階が、図２（ａ）に示すような金属層被着工程２であり、この金属層被着工程２は、セラミック基板６上の複数箇所に対して、すなわち、一般的には１枚のセラミック基板６当たり最低１００箇所以上、同時に矩形金属リング９の平面形状に略符合する形状の金属層７を被着する工程である。具体的には、焼成前のセラミック基板表面にモリブデン又はタングステンを含有する特殊な添加物を塗布しておき、セラミック基板を焼結する際の熱でこれらの金属をセラミック基板６に焼付けて金属層７を形成し、さらに、金属層７上に、たとえば、ニッケル等によるメッキ層を形成する工程である。なお、以下の図３中において、金属層７の上面に形成されるメッキ層の記載については省略した。
Hereinafter, a rectangular metal ring brazing method according to the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
FIG. 1 is a flowchart showing work steps of a metal brazing method according to an embodiment of the present invention. 2 (a) to 2 (d) are conceptual diagrams showing steps of the metal brazing method according to the embodiment of the present invention.
[1] First, each step of the rectangular metal ring brazing method according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
In the rectangular metal ring brazing method 1 according to the present embodiment, as shown in FIG. 1 and FIG. 2, a metal is deposited on a ceramic substrate 6 with a metal layer having a shape substantially matching the planar shape of the rectangular metal ring 9. The layer deposition step 2 and, after this step, temporarily fixing a temporary fixing agent 8 for temporarily fixing the metal layer 7 applied in advance while preventing the rectangular metal ring 9 from being detached or displaced. An agent coating step 3, a metal ring placement step 4 for placing a rectangular metal ring 9 formed of a clad material of a metal layer and a metal brazing on the temporary fixing agent 8 so as not to be displaced, and all After the rectangular metal ring 9 is placed on the metal layer 7, the ceramic substrate 6 is heated to evaporate or thermally decompose the temporary fixing agent 8 and melt the metal brazing 11, thereby eliminating the angular deviation and the ceramic substrate 6. Join the rectangular metal ring 9 to It is formed using the metal brazing process 5.
The positional deviation of the rectangular metal ring 9 described in the claims and the specification of the present application relates to the planar shape of the rectangular metal ring 9 when the rectangular metal ring 9 is placed on the metal layer 7. This means that the center of gravity and the center of gravity related to the planar shape of the metal layer 7 are shifted. That is, assuming that the center of gravity related to the planar shape of the metal layer 7 is on the origin O constituted by the X axis and the Y axis shown in FIG. 2B, the rectangular metal ring 9 is placed on the metal layer 7. In this case, it means that the center of gravity related to the planar shape of the rectangular metal ring 9 is deviated from the origin O.
On the other hand, the angular deviation of the rectangular metal ring 9 means that when the rectangular metal ring 9 is placed on the metal layer 7, the center of gravity related to the planar shape of the rectangular metal ring 9 and the planar shape of the metal layer 7 are reduced. The coincidence with the center of gravity is not a problem, and shows that the rectangular metal ring 9 is placed in a state of being shifted in the circumferential direction with the center of gravity as the center. For example, as shown in FIG. 2C, the center of gravity related to the planar shape of the rectangular metal ring 9 exists on the origin O constituted by the X axis and the Y axis, but the rectangular metal ring 9 has the origin O It is shown that it is mounted in a state shifted in the circumferential direction by an angle θ.
In the rectangular metal ring brazing method 1 according to the present embodiment, in order to realize a state in which the rectangular metal ring 9 overlaps the metal layer 7 on the ceramic substrate 6 via the temporary fixing agent 8, first, ceramic A method is adopted in which a metal layer 7 is deposited on a substrate 6 and a temporary fixing agent 8 and a rectangular metal ring 9 are sequentially stacked.
The first stage is a metal layer deposition process 2 as shown in FIG. 2 (a). This metal layer deposition process 2 is performed at a plurality of locations on the ceramic substrate 6, that is, generally, This is a step of depositing a metal layer 7 having a shape that substantially coincides with the planar shape of the rectangular metal ring 9 at least 100 locations per ceramic substrate 6 at the same time. Specifically, a special additive containing molybdenum or tungsten is applied to the surface of the ceramic substrate before firing, and these metals are baked onto the ceramic substrate 6 by heat at the time of sintering the ceramic substrate. 7, and further, a plating layer made of nickel or the like is formed on the metal layer 7. In FIG. 3 below, the description of the plating layer formed on the upper surface of the metal layer 7 is omitted.
続く、仮止め剤塗布工程３は、金属リング載置工程４のための前工程であり、図１において符号Ｓ１〜Ｓ６で示すようなセラミック基板の位置ずれを修正するための工程を備えて、図２（ｂ）に示すように金属層７上の対辺に少なくとも１対略点状に仮止め剤８を塗布する工程である。
この仮止め剤塗布工程３では、図１に示すように、まず金属層被着工程２において金属層７を被着したセラミック基板６を、仮止め剤８を塗布するための装置に供給し（Ｓ１）、続いて、Ｘ軸とＹ軸を基軸にセラミック基板６の位置を修正できるＸ−Ｙテーブル上にセラミック基板６を設置して（Ｓ２）、このセラミック基板６の外周を固定する（Ｓ３）。その後、例えば、ＣＣＤカメラ等による映像をもとに、セラミック基板６上における矩形金属リング９の載置場所を確認し（Ｓ４）、続く金属リング載置工程４において矩形金属リングが供給される場所と、セラミック基板６上における矩形金属リング９の載置場所、すなわち、金属層７が被着された場所が略一致するように、セラミック基板６の位置をＸ軸及びＹ軸を基軸に修正し（Ｓ５）、最後に、金属層７上の対辺に少なくとも１対略点状に仮止め剤を塗布する（Ｓ６）のである。
Subsequently, the temporary fixing agent application step 3 is a pre-step for the metal ring placement step 4, and includes a step for correcting the positional deviation of the ceramic substrate as indicated by reference numerals S1 to S6 in FIG. As shown in FIG. 2B, at least one pair of temporary fixing agents 8 is applied to the opposite sides of the metal layer 7 in a substantially dotted manner.
In the temporary fixing agent application step 3, as shown in FIG. 1, first, the ceramic substrate 6 on which the metal layer 7 is applied in the metal layer application step 2 is supplied to a device for applying the temporary fixing agent 8 ( Subsequently, the ceramic substrate 6 is placed on an XY table capable of correcting the position of the ceramic substrate 6 with the X and Y axes as the basic axes (S2), and the outer periphery of the ceramic substrate 6 is fixed (S3). ). Thereafter, for example, the mounting location of the rectangular metal ring 9 on the ceramic substrate 6 is confirmed based on an image from a CCD camera or the like (S4), and the location where the rectangular metal ring is supplied in the subsequent metal ring mounting step 4 And the mounting position of the rectangular metal ring 9 on the ceramic substrate 6, that is, the position where the metal layer 7 is deposited is substantially coincided with the X axis and the Y axis as the base axes. (S5) Finally, at least one pair of temporary fixing agents is applied to the opposite sides of the metal layer 7 in a substantially point shape (S6).
なお、上述の仮止め剤塗布工程３に係るＳ６において、仮止め剤８を塗布する位置を、１箇所では止めた後に不安定でずれが生じたりするところ、矩形金属リングの平面形状に略符合する形状に被着された金属層７上の対辺に少なくとも１対とすることで、仮止め剤８の塗布回数を最少にしながら矩形金属リングを確実に仮止めすることができるという効果を発揮する。
さらに、金属リング載置工程４において、矩形金属リング９を金属層７上に供給した際に、万一、セラミック基板６上に載置される矩形金属リング９に角度ずれが生じた場合でも仮止め剤８の塗布回数を最少にしながら確実に矩形金属リング９を仮止めするためには、矩形金属リング９の平面形状に略符合する形状に被着された金属層７上の長辺の対辺の略中央に１対の仮止め剤８を塗布することが望ましい。
It should be noted that in S6 according to the above-described temporary bonding agent application step 3, the position where the temporary bonding agent 8 is applied is unstable at a single position after being stopped at one place, and the flat shape of the rectangular metal ring substantially matches. By making at least one pair on the opposite side of the metal layer 7 applied to the shape to be formed, the effect that the rectangular metal ring can be temporarily fixed securely while minimizing the number of times of applying the temporary fixing agent 8 is exhibited. .
Further, in the metal ring placing step 4, when the rectangular metal ring 9 is supplied onto the metal layer 7, even if an angular deviation occurs in the rectangular metal ring 9 placed on the ceramic substrate 6, it is assumed that In order to securely temporarily fix the rectangular metal ring 9 while minimizing the number of times of application of the stopper 8, the opposite side of the long side on the metal layer 7 deposited in a shape substantially coinciding with the planar shape of the rectangular metal ring 9 It is desirable to apply a pair of temporary fixatives 8 at approximately the center of the plate.
以下、この理由を、図３を参照しながら詳細に説明する。
図３は、本発明の実施の形態に係る矩形金属リングが角度ずれしている状態を示す概念図である。
図３中の符号Ｂで示す実線は、矩形金属リング９が金属層７上に位置ずれすることなく載置される状態を、符号Ｃで示す破線は金属層７上に矩形金属リング９が角度θだけ角度ずれしたまま載置されている状態をそれぞれ示している。なお、以下の説明が理解され易いよう、図３において矩形金属リング９は幅をもたない矩形状とした。
図３に示すように、矩形金属リング９が角度θだけ角度ずれした場合、矩形金属リング９上の任意の点Ｐ1は原点Ｏを中心に回動して点Ｐ2へと移動する。
この時、点Ｐ1の移動距離Ｄ1と、矩形金属リング９が回動した角度θ及び原点から点Ｐ1及び点Ｐ2までの距離ＯＰ1，ＯＰ2との関係は余弦定理を用いて下記の数式１のように示すことができる。
Hereinafter, this reason will be described in detail with reference to FIG.
FIG. 3 is a conceptual diagram showing a state in which the rectangular metal ring according to the embodiment of the present invention is shifted in angle.
In FIG. 3, a solid line indicated by a symbol B indicates a state in which the rectangular metal ring 9 is placed on the metal layer 7 without being displaced, and a broken line indicated by a symbol C indicates that the rectangular metal ring 9 is on the metal layer 7 at an angle. Each of these shows a state where it is placed with an angle deviation of θ. In order to facilitate understanding of the following description, the rectangular metal ring 9 in FIG. 3 has a rectangular shape with no width.
As shown in FIG. 3, when the rectangular metal ring 9 is displaced by an angle θ, an arbitrary point P 1 on the rectangular metal ring 9 rotates around the origin O and moves to the point P 2 .
At this time, the moving distance D 1 of the point P 1, the relationship between the distance OP 1, OP 2 from the angle θ and the origin of the rectangular metal ring 9 is rotated to the point P 1 and point P 2 by using the cosine theorem It can be shown as the following formula 1.
また、点Ｐ2は点Ｐ1が原点Ｏを中心に回動したものであるため、ＯＰ1＝ＯＰ2＝Ｒ1である。従って、矩形金属リング９が角度ずれした際の点Ｐ1の移動距離Ｄは、原点Ｏから点Ｐ1までの距離Ｒ1を用いて以下の数式２のように表わすことができる。 Further, since the point P 2 is obtained by rotating the point P 1 around the origin O, OP 1 = OP 2 = R 1 . Therefore, the moving distance D of the point P 1 when the rectangular metal ring 9 is shifted in angle can be expressed as the following Expression 2 using the distance R 1 from the origin O to the point P 1 .
すなわち、上記数式２からも明らかなように原点Ｏからの距離Ｒ1が最小となる場合に、点Ｐ1の移動距離Ｄ1が最少となる。この結果は、図３に示される他の点を参照することで容易に理解できる。すなわち、長辺の略中央の点Ｐ3から点Ｐ4への移動距離Ｄ2、短辺の略中央の点Ｐ5から点Ｐ6への移動距離Ｄ3とすれは、原点Ｏからの距離が最小となるのは点Ｐ3であり、移動距離の関係は、Ｄ2＜Ｄ1＜Ｄ3となる。
従って、一般的には仮止め剤８は矩形金属リング９の平面形状に略符合する形状に被着された金属層７上の長辺の対辺の略中央に１対略点状に塗布されることが望ましいのである。
次に、この移動距離Ｄの大小に加えて、その移動の方向に関する問題についてさらに説明する。角度ずれによる移動距離Ｄについて先の説明ではその移動方向については問題にしなかったが、矩形金属リングの場合、角度ずれを生じた際には移動距離の他にその移動方向も問題となることがわかる。例えば、図３に示されるように、先の３点Ｐ1，Ｐ3，Ｐ5が角度ずれを生じて移動した場合に、確かに移動距離が短いのは長辺の略中央点Ｐ3、Ｐ1、Ｐ5の順であるが、点Ｐ5とＰ1を比較した場合、それらの位置に仮止め剤８を塗布した場合に、矩形金属リング９が止まりやすいのは、Ｐ1ではなくＰ5であると考えられる。その理由は、点Ｐ5と点Ｐ1に仮止め剤８を塗布した場合に、実際に仮止められる位置はずれた位置である点Ｐ6や点Ｐ2ではなく、矩形金属リング９上の点で最も点Ｐ5や点Ｐ1に近い位置にある点となるためである。具体的には、点Ｐ1に対しては点Ｐ7であり、点Ｐ5に対しては点Ｐ8となる。これらと点Ｐ1、点Ｐ5との距離をそれぞれ比較してみると、図３から明らかなとおり点Ｐ5と点Ｐ8の距離の方が短くなっている。
これは、重心Ｏを中心とする角度ずれによる移動方向と被着された金属層７の方向が一致していることに基づくものである。矩形の場合、長辺の他、短辺の中央近傍では、その角度ずれによる移動方向が矩形の金属層７の被着方向と一致しているため、同じ移動距離であっても移動の影響が少なくなるのである。
但し、これは図３に示されるせいぜいθkくらいまでの角度のずれの場合であまり角度ずれが大きくなる場合には効果は薄れてしまう。また、長辺と短辺の長さの比にも依存する効果でもある。
以上の説明より、仮止め剤８の塗布位置は金属層７の長辺の略中央位置が最も適切な位置であり、それ以外であれば短辺の略中央位置も適切な位置ということも可能である。
従って、金属層７の長辺又は短辺の中心点に仮止め剤８を塗布しておけば、続く金属リング載置工程４において、矩形金属リング９を載置する際のＸ，Ｙ軸を基軸とする精度が同一である場合に、すなわち、矩形金属リング９が金属層７の重心位置に正確に供給されると仮定した場合に、矩形金属リング９のθ変動に対する許容範囲を広くすることができる。
That is, when the distance R 1 from the origin O As is apparent from the above equation 2 is minimized, the moving distance D 1 of the point P 1 is minimized. This result can be easily understood by referring to other points shown in FIG. That is, the moving distance D 2 from a point P 3 in substantially the center of the long side of the point P 4, by a moving distance D 3 from the point P 5 in substantially the center of the short side to the point P 6, the distance from the origin O Is the point P 3 and the relationship of the movement distance is D 2 <D 1 <D 3 .
Accordingly, in general, the temporary fixing agent 8 is applied in the form of a pair of dots substantially at the center of the opposite side of the long side on the metal layer 7 deposited in a shape that substantially matches the planar shape of the rectangular metal ring 9. It is desirable.
Next, in addition to the magnitude of the movement distance D, a problem regarding the direction of movement will be further described. In the above description, the moving direction D due to the angular deviation has not been a problem with respect to the moving direction. However, in the case of a rectangular metal ring, when the angular deviation occurs, the moving direction may become a problem in addition to the moving distance. Recognize. For example, as shown in FIG. 3, when the previous three points P 1 , P 3 , and P 5 are moved with an angular deviation, the moving distance is surely the short center point P 3 , P 1, but in the order of P 5, when comparing the points P 5 and P 1, when applied to temporary bonding agent 8 on their location, easy to stop the rectangular metal ring 9, instead of P 1 it is considered to be a P 5. The reason is that when the temporary fixing agent 8 is applied to the point P 5 and the point P 1 , the point on the rectangular metal ring 9 is not the point P 6 or the point P 2 that is shifted from the position where the temporary fixing is actually performed. This is because the point is closest to the point P 5 or the point P 1 . Specifically, it is point P 7 for point P 1 and point P 8 for point P 5 . When these are compared with the distances between the points P 1 and P 5 , the distances between the points P 5 and P 8 are shorter as apparent from FIG.
This is based on the fact that the direction of movement due to the angular deviation about the center of gravity O coincides with the direction of the deposited metal layer 7. In the case of a rectangle, in addition to the long side, in the vicinity of the center of the short side, the movement direction due to the angular deviation coincides with the deposition direction of the rectangular metal layer 7, so the movement is affected even at the same movement distance. It will be less.
However, this is a case of an angle shift up to about θ k shown in FIG. 3 and the effect is reduced if the angle shift becomes too large. In addition, the effect also depends on the ratio of the length of the long side to the short side.
From the above description, the application position of the temporary fixing agent 8 is the most appropriate position at the approximate center position of the long side of the metal layer 7, and the approximate center position of the short side can be the appropriate position otherwise. It is.
Accordingly, if the temporary fixing agent 8 is applied to the central point of the long side or the short side of the metal layer 7, the X and Y axes when the rectangular metal ring 9 is placed in the subsequent metal ring placing step 4 are set. When the accuracy of the base axis is the same, that is, when it is assumed that the rectangular metal ring 9 is accurately supplied to the position of the center of gravity of the metal layer 7, the tolerance for θ variation of the rectangular metal ring 9 is widened. Can do.
さらに、本実施の形態に係る矩形金属リングろう付け方法１の金属リング載置工程４は、図２（ｃ）に示すように、金属層と金属ろうとのクラッド材で形成された矩形金属リング９を、Ｘ軸及びＹ軸を基軸に位置修正したセラミック基板６上の仮止め剤８上に矩形金属リング９を個別に載置する工程である。
なお、本実施の形態に係る矩形金属リングろう付け方法１においては、セラミック基板１枚当たりに矩形金属リングを１００個以上載置し、その後、金属ろう付け工程５において矩形金属リング９とセラミック基板６を接合させてから、セラミック基板６を、碁盤目状に分割して個別の製品にする手法を採用している。
このため、セラミック基板６上に被着される金属層７の全てに矩形金属リング９が載置されるまで上述のような仮止め剤塗布工程３及び金属リング載置工程４を繰り返し、この作業を完了してからセラミック基板６に矩形金属リング９を接合する金属ろう付け工程５へと移行するのである。
Furthermore, the metal ring mounting step 4 of the rectangular metal ring brazing method 1 according to the present embodiment is performed in the rectangular metal ring 9 formed of a clad material of a metal layer and a metal braze as shown in FIG. Is a step of individually mounting the rectangular metal ring 9 on the temporary fixing agent 8 on the ceramic substrate 6 whose position is corrected with the X axis and the Y axis as the base axes.
In addition, in the rectangular metal ring brazing method 1 according to the present embodiment, 100 or more rectangular metal rings are placed per ceramic substrate, and then in the metal brazing step 5, the rectangular metal ring 9 and the ceramic substrate are mounted. 6 is joined, and then the ceramic substrate 6 is divided into a grid pattern to obtain individual products.
For this reason, the temporary fixing agent application step 3 and the metal ring placement step 4 are repeated until the rectangular metal ring 9 is placed on all the metal layers 7 to be deposited on the ceramic substrate 6. Then, the process proceeds to the metal brazing step 5 for joining the rectangular metal ring 9 to the ceramic substrate 6.
そして、最終段階である金属ろう付け工程５は、矩形金属リング９の載置が全て完了したセラミック基板６を約７８０〜９００℃の温度条件下において加熱して、先の仮止め剤塗布工程３において金属層７上に塗布した仮止め剤８を蒸発又は加熱分解させるとともに、矩形金属リング９の接合面にクラッドされる金属層１０を溶融させ、このとき溶融した金属ろう１１の表面張力により矩形金属リング９の角度ずれを自動修正して、図２（ｄ）に示すように、セラミック基板６上に矩形金属リング９を位置ずれ及び角度ずれすることなく正確に接合する工程である。
なお、矩形金属リング９の角度ずれが溶融した金属ろう１１の表面張力により自動的に修正される仕組みの詳細については後述する。
In the final stage, the metal brazing process 5, the ceramic substrate 6 on which the mounting of the rectangular metal ring 9 has been completely completed is heated under a temperature condition of about 780 to 900 ° C. In FIG. 1, the temporary fixing agent 8 applied on the metal layer 7 is evaporated or thermally decomposed, and the metal layer 10 clad on the joint surface of the rectangular metal ring 9 is melted. In this process, the angle deviation of the metal ring 9 is automatically corrected, and the rectangular metal ring 9 is accurately joined to the ceramic substrate 6 without being displaced or angularly displaced, as shown in FIG.
The details of the mechanism in which the angular deviation of the rectangular metal ring 9 is automatically corrected by the surface tension of the molten metal braze 11 will be described later.
そして、この金属ろう付け工程５においてセラミック基板６に矩形金属リング９を好適に接合するためには、仮止め剤８が蒸発又は加熱分解する温度Ｑと、金属ろう１１が溶融する温度Ｐと、矩形金属リング９の溶融温度Ｒ、そしてセラミック基板６が変性する温度Ｓとの関係が、Ｐ＜Ｑ＜Ｒ＜Ｓを満たすことが望ましく、このような条件を満たすような性質を備える仮止め剤８，金属ろう１１そして矩形金属リング９を選定する必要がある。
なお、本実施の形態においては、約１６００〜１６５０℃の温度条件下において焼成したセラミック基板６を使用しているので、金属ろう付け工程５においてセラミック基板６を約７８０〜９００℃の温度条件下で加熱した場合でもセラミック基板６が変性する心配はない。
また、本実施の形態においては、たとえば、仮止め剤８には比較的低い温度、すなわち還元雰囲気中では約１５０〜２５０℃の温度で、また、酸化雰囲気中では約１００℃の温度で蒸発又は熱分解するアクリル系樹脂から成る仮止め剤を、矩形金属リング９の材料としては耐熱性の高い、すなわち、溶融温度が１４５０℃程度の鉄−ニッケル−コバルト合金であるコバールを、そして金属ろう１１としては、たとえば、銀と銅の含有量がそれぞれ７２重量％，２８重量％であり溶融温度が７８０℃〜９００℃となるような銀ろうをそれぞれ採用することで、セラミック基板６に矩形金属リング９を好適に接合することができた。
さらに、金属ろう付け工程５において、矩形金属リング９の角度ずれを自動修正する効果をより確実なものにするためには、溶融した金属ろう１１の表面張力で矩形金属リング９を動かすことが出来る程度に矩形金属リング９が軽量である必要があり、特に、矩形金属リング９の平面外形寸法を２ｍｍ×２ｍｍ以下にすることが望ましい。
矩形金属リング９の平面外形寸法が２ｍｍ×２ｍｍを超えて大きい場合には、矩形金属リング９の荷重が溶融した金属ろう１１の表面張力に勝ってしまい、十分な修正効果が発揮されなかった。
In order to suitably join the rectangular metal ring 9 to the ceramic substrate 6 in the metal brazing step 5, a temperature Q at which the temporary fixing agent 8 evaporates or heat decomposes, a temperature P at which the metal brazing 11 melts, The relationship between the melting temperature R of the rectangular metal ring 9 and the temperature S at which the ceramic substrate 6 is denatured preferably satisfies P <Q <R <S. 8. Metal brazing 11 and rectangular metal ring 9 need to be selected.
In the present embodiment, since the ceramic substrate 6 fired under the temperature condition of about 1600 to 1650 ° C. is used, the ceramic substrate 6 is subjected to the temperature condition of about 780 to 900 ° C. in the metal brazing step 5. There is no concern that the ceramic substrate 6 will be denatured even when heated at.
In the present embodiment, for example, the temporary fixing agent 8 is evaporated at a relatively low temperature, that is, at a temperature of about 150 to 250 ° C. in a reducing atmosphere and at a temperature of about 100 ° C. in an oxidizing atmosphere. As a material of the rectangular metal ring 9, a temporary fixing agent made of an acrylic resin that is thermally decomposed is used. As the material of the rectangular metal ring 9, Kovar that is an iron-nickel-cobalt alloy having a melting temperature of about 1450 ° C. is used. For example, by adopting silver brazing such that the contents of silver and copper are 72% by weight and 28% by weight, respectively, and the melting temperature is 780 ° C. to 900 ° C., a rectangular metal ring is formed on the ceramic substrate 6. 9 could be joined suitably.
Further, in the metal brazing process 5, in order to further ensure the effect of automatically correcting the angular deviation of the rectangular metal ring 9, the rectangular metal ring 9 can be moved by the surface tension of the molten metal brazing 11. The rectangular metal ring 9 needs to be light enough, and in particular, it is desirable that the planar external dimensions of the rectangular metal ring 9 be 2 mm × 2 mm or less.
When the planar outer dimension of the rectangular metal ring 9 is larger than 2 mm × 2 mm, the load of the rectangular metal ring 9 surpasses the surface tension of the molten metal brazing 11 and a sufficient correction effect is not exhibited.
［２］次に図４を参照しながら、溶融した金属ろう１１により矩形金属リング９の角度ずれが自動修正される仕組みについて図４を参照しながら説明する。
図４（ａ）〜（ｃ）はいずれも本発明の実施の形態に係る金属ろう付け方法において、矩形金属リングの角度ずれが修正される様子を示す部分断面図である。なお、図１乃至図３に記載されたものと同一部分については同一符号を付し、その構成についての説明は省略する。
図４（ａ）は、先に述べた金属リング載置工程４により金属層７上に矩形金属リング９を載置した状態を示す部分断面図である。すなわち、図２（ｃ）中のＡ−Ａ線断面図である。
図示されるように、金属リング載置工程４が完了した時点においては、金属層１０と金属ろう１１とのクラッド材で形成される矩形金属リング９は仮止め剤８を介して金属層７上に載置されている。そして、続く金属ろう付け工程５において、矩形金属リング９が載置されたセラミック基板６を加熱すると、まず、仮止め剤８が蒸発又は熱分解して消失し、矩形金属リング９の金属ろう１１とセラミック基板６上に被着された金属層７が直接接触する。この状態からさらに温度が上昇して金属ろう１１が溶融する温度に達すると、金属ろう１１は溶融してこの金属ろう１１の表面張力により矩形金属リング９の角度ずれが修正されるのである。
[2] Next, referring to FIG. 4, a mechanism for automatically correcting the angular deviation of the rectangular metal ring 9 by the molten metal brazing 11 will be described.
FIGS. 4A to 4C are partial cross-sectional views showing how the angular deviation of the rectangular metal ring is corrected in the metal brazing method according to the embodiment of the present invention. The same parts as those described in FIGS. 1 to 3 are denoted by the same reference numerals, and description of the configuration is omitted.
FIG. 4A is a partial cross-sectional view showing a state in which the rectangular metal ring 9 is placed on the metal layer 7 by the metal ring placing step 4 described above. That is, it is the sectional view on the AA line in FIG.2 (c).
As shown in the figure, at the time when the metal ring placing step 4 is completed, the rectangular metal ring 9 formed of the clad material of the metal layer 10 and the metal braze 11 is placed on the metal layer 7 via the temporary fixing agent 8. It is mounted on. Then, in the subsequent metal brazing process 5, when the ceramic substrate 6 on which the rectangular metal ring 9 is placed is heated, first, the temporary fixing agent 8 disappears by evaporation or thermal decomposition, and the metal brazing 11 of the rectangular metal ring 9. And the metal layer 7 deposited on the ceramic substrate 6 are in direct contact. When the temperature further rises from this state and reaches a temperature at which the metal braze 11 is melted, the metal braze 11 is melted and the angular deviation of the rectangular metal ring 9 is corrected by the surface tension of the metal braze 11.
一般に、液体を構成する分子／原子が液体の内部に存在する場合、この分子／原子には液体を構成する他の分子／原子の分子間力／金属結合力が左右上下方向に均等に作用しているのであるが、液体を構成する分子／原子が液体の表面に存在する場合には、この分子／原子の上面側には分子間力／金属結合力が作用しないので分子／原子に作用する力が不均一になってしまう。
つまり、液体の表面にある分子／原子の全てにそれぞれ、これらの分子／原子を下方側へと引っ張るような分子間力／金属結合力が作用し、この結果、液体は表面積が最少となるような球形になろうとして凝集する。そして、このときに液体に作用する凝集力がすなわち表面張力である。
In general, when molecules / atoms constituting a liquid are present inside the liquid, intermolecular forces / metal bonding forces of other molecules / atoms constituting the liquid act equally on the molecules / atoms in the horizontal and vertical directions. However, when the molecules / atoms constituting the liquid are present on the surface of the liquid, the intermolecular force / metal bonding force does not act on the upper surface side of the molecules / atoms, so it acts on the molecules / atoms. The force becomes uneven.
In other words, each molecule / atom on the surface of the liquid has an intermolecular force / metal bonding force that pulls these molecules / atoms downward, so that the liquid has a minimum surface area. Aggregates in an attempt to become a spherical shape. The cohesive force acting on the liquid at this time is the surface tension.
再び、溶融した金属ろう１１により矩形金属リング９の角度ずれが修正される仕組みについての説明に戻るが、雰囲気温度の上昇に伴い金属ろう１１が溶融すると、融けた金属ろう１１は流動して金属層７の表面を被覆する。そして、液体状の金属ろう１１の表面には、表面を球面状にしようとする表面張力が作用し、この結果、図４（ｂ）に示すように、金属ろう１１の幅方向における中心部に矩形金属リング９を移動させる力が働いて、すなわち、矩形金属リング９を図中の符号Ｍで示す位置に移動させるような符号Ｅで示す方向への力が働いて、矩形金属リング９の角度ずれが修正されるのである。 Returning to the description of the mechanism in which the angular deviation of the rectangular metal ring 9 is corrected by the molten metal braze 11, when the metal braze 11 is melted as the ambient temperature rises, the melted metal braze 11 flows and the metal braze 11 flows. The surface of layer 7 is coated. Then, the surface tension of the surface of the liquid metal brazing 11 acts to make the surface spherical, and as a result, as shown in FIG. The force for moving the rectangular metal ring 9 works, that is, the force in the direction indicated by the symbol E that moves the rectangular metal ring 9 to the position indicated by the symbol M in the drawing works, and the angle of the rectangular metal ring 9 The deviation is corrected.
上述のように、矩形金属リング９の角度ずれを金属ろう１１の表面張力を利用して修正することができるということは、すなわち、金属層被着工程２において、金属層７が位置ずれ及び角度ずれすることなく目的とする場所に正確に被着されていれさえすれば、最終的にセラミック基板６上に矩形金属リング９を位置ずれ及び角度ずれすることなく正確に接合できることを意味している。
つまり、本実施の形態に係る矩形金属リングろう付け方法１では、金属層被着工程２に係る設備を高精度にする必要がある反面、金属リング載置工程４に係る設備を簡素にできるというメリットを有している。
すなわち、セラミック基板６上に高精度に金属層７を被着する技術は、金属層７上に位置ずれ及び角度ずれすることなく矩形金属リング９を正確に載置する技術に比べてはるかに簡易である。このため、結果的に矩形金属リング９を製造する際の工程を簡素にすることができるので生産性を向上させることができるのである。
As described above, the angular deviation of the rectangular metal ring 9 can be corrected by utilizing the surface tension of the metal brazing 11, that is, in the metal layer deposition step 2, the metal layer 7 is displaced and angled. This means that the rectangular metal ring 9 can be accurately bonded to the ceramic substrate 6 without being displaced or angularly displaced as long as it is accurately applied to the intended place without being displaced. .
That is, in the rectangular metal ring brazing method 1 according to the present embodiment, the equipment related to the metal layer deposition process 2 needs to be highly accurate, but the equipment related to the metal ring placement process 4 can be simplified. Has a merit.
That is, the technique of depositing the metal layer 7 on the ceramic substrate 6 with high accuracy is much simpler than the technique of accurately placing the rectangular metal ring 9 on the metal layer 7 without being displaced and shifted in angle. It is. For this reason, since the process at the time of manufacturing the rectangular metal ring 9 can be simplified as a result, productivity can be improved.
さらに詳しく説明すると、本実施の形態に係る矩形金属リングろう付け方法１では、金属ろう付け工程５において矩形金属リング９の角度ずれを修正できるので、上述のような仮止め剤塗布工程３に係るセラミック基板６の位置修正（Ｓ５）の際には、矩形金属リング９のＸＹ平面上における重心と被着された金属層７のＸＹ平面上における重心がずれないように、Ｘ軸及びＹ軸のみを基軸にセラミック基板を修正すればよい。
つまり、従来のように、Ｘ−Ｙ−θテーブルを用いて厳密にセラミック基板６の位置及び角度を修正する必要がないのである。また、仮止め剤塗布工程３に係るＳ５においてＸ−Ｙテーブルを採用するためのコストは、Ｘ−Ｙ−θテーブルを採用するためのコストに比べてはるかに安価であり、しかも、セラミック基板６の角度を修正するための時間も省くことができる。この結果、製品の生産性を高めることができるという効果を有する。
そして、本実施の形態に係る矩形金属リングろう付け方法１では、金属リング載置工程４における角度ずれがＸ軸またはＹ軸を基軸に±１０°以内であれば、最終段階である金属ろう付け工程５において角度ずれを確実に修正することができる。
従って、従来このような角度ずれが生じた場合には、以後の工程において角度ずれを修正することができずに、不良品や欠陥品にならざるを得なかったものでも製品化できるというメリットを有する。この結果、製品の歩留まりが格段に向上するという効果を発揮する。
More specifically, in the rectangular metal ring brazing method 1 according to the present embodiment, the angle shift of the rectangular metal ring 9 can be corrected in the metal brazing process 5, so that the temporary bonding agent application process 3 described above is applied. When correcting the position of the ceramic substrate 6 (S5), only the X-axis and the Y-axis are used so that the center of gravity of the rectangular metal ring 9 on the XY plane does not deviate from the center of gravity of the deposited metal layer 7 on the XY plane. The ceramic substrate may be modified with reference to.
That is, unlike the prior art, there is no need to strictly correct the position and angle of the ceramic substrate 6 using the XY-θ table. Further, the cost for adopting the XY table in S5 related to the temporary fixing agent application step 3 is far lower than the cost for adopting the XY-θ table, and the ceramic substrate 6 Time for correcting the angle can also be saved. As a result, the product productivity can be increased.
Then, in the rectangular metal ring brazing method 1 according to the present embodiment, if the angle deviation in the metal ring mounting step 4 is within ± 10 ° with respect to the X axis or the Y axis as a base axis, the metal brazing is the final stage. In step 5, the angular deviation can be reliably corrected.
Therefore, in the past, when such an angle deviation has occurred, the angle deviation cannot be corrected in the subsequent processes, and even products that have had to be defective or defective can be commercialized. Have. As a result, the yield of the product is greatly improved.
以上述べたような効果を総括すると、本発明の実施の形態に係る金属リングろう付け方法１によれば、金属層被着工程２〜金属ろう付け工程５を実施するために必要な設備にかかるコストを削減することができ、製造工程も簡略化することができるという効果を有する。
また、不良品や欠陥品の発生を抑制して製品の歩留まりを向上させるという効果を有する。
なお、本発明の実施の形態に係る矩形金属リングろう付け方法１は、特に外形寸法が２ｍｍ×２ｍｍ以下の微小な矩形金属リング９をセラミック基板６上にろう付けする場合に最適である。
When the effects as described above are summarized, according to the metal ring brazing method 1 according to the embodiment of the present invention, it takes equipment necessary for performing the metal layer deposition step 2 to the metal brazing step 5. Costs can be reduced and the manufacturing process can be simplified.
Moreover, it has the effect of suppressing the generation of defective products and defective products and improving the product yield.
Note that the rectangular metal ring brazing method 1 according to the embodiment of the present invention is particularly suitable for brazing a minute rectangular metal ring 9 having an outer dimension of 2 mm × 2 mm or less onto a ceramic substrate 6.
以上説明したように、本発明の請求項１乃至請求項３に記載された発明は、微小な矩形金属リングをセラミック基板上に位置ずれ及び角度ずれすることなく正確にろう付けすることができるものであり、微小な金属部品をろう付けする分野において利用可能である。 As described above, according to the first to third aspects of the present invention, a minute rectangular metal ring can be accurately brazed on a ceramic substrate without being displaced or angularly displaced. And can be used in the field of brazing minute metal parts.
１…矩形金属リングろう付け方法 ２…金属層被着工程 ３…仮止め剤塗布工程 ４…金属リング載置工程 ５…金属ろう付け工程 ６…セラミック基板 ７…金属層 ８…仮止め剤 ９…矩形金属リング １０…金属層 １１…金属ろう
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Rectangular metal ring brazing method 2 ... Metal layer application process 3 ... Temporary sticking agent application process 4 ... Metal ring mounting process 5 ... Metal brazing process 6 ... Ceramic substrate 7 ... Metal layer 8 ... Temporary sticking agent 9 ... Rectangular metal ring 10 ... Metal layer 11 ... Metal brazing
Claims (3)
前記矩形金属リングろう付け方法は、前記セラミック基板上に前記矩形金属リングの平面形状に符合する形状に被着された金属層上に仮止め剤を塗布する仮止め剤塗布工程と、前記仮止め剤上に、金属層と金属ろうとのクラッド材で形成された前記矩形金属リングを載置する金属リング載置工程と、前記金属ろうを溶融させるとともに前記仮止め剤を蒸発又は加熱分解させて前記セラミック基板に前記矩形金属リングを接合する金属リングろう付け工程を有し、
前記仮止め剤塗布工程において、仮止め剤は、前記矩形金属リングの平面形状に符合する形状に被着された金属層上の対辺に少なくとも１対点状に塗布され、
前記金属リング載置工程においては、水平方向（以下、Ｘ軸という。）及び垂直方向（以下、Ｙ軸という。）のみを基軸に位置補正を行なって前記矩形金属リングの平面形状に係る重心と，前記金属層の平面形状に係る重心とを一致させ、
前記金属リングろう付け工程においては、溶融した前記金属ろうの表面張力により前記矩形金属リングの角度ずれ修正を行うことを特徴とする矩形金属リングろう付け方法。 A rectangular metal ring brazing method for joining a rectangular metal ring to a predetermined position on a ceramic substrate without misalignment and angular displacement,
The rectangular metal ring brazing method includes a temporary fixing agent applying step of applying a temporary fixing agent on a metal layer that is deposited on the ceramic substrate in a shape corresponding to a planar shape of the rectangular metal ring, and the temporary fixing A metal ring mounting step of mounting the rectangular metal ring formed of a clad material of a metal layer and a metal brazing on the agent; and melting or melting the metal brazing and evaporating or thermally decomposing the temporary fixing agent A metal ring brazing step of joining the rectangular metal ring to a ceramic substrate;
In the temporary fixing agent application step, the temporary fixing agent is applied in at least one pair of points on opposite sides on the metal layer applied in a shape corresponding to the planar shape of the rectangular metal ring,
In the metal ring mounting step, the horizontal direction (hereinafter, referred to as X-axis.) And the vertical direction (hereinafter, referred to as Y-axis.) According to only the position correction cornerstone to the planar shape of the rectangular metal ring I line Do The center of gravity and the center of gravity related to the planar shape of the metal layer are matched,
The metal in the ring-brazing process, a rectangular metal ring braze wherein the row Ukoto angular misalignment correction of the rectangular metal ring by the surface tension of the brazing metal was melted.
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