JP2003002768A

JP2003002768A - セラミック部材、接合体、及び真空スイッチ用容器

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Publication number: JP2003002768A
Application number: JP2001189788A
Authority: JP
Inventors: Tomosuke Makino; 友亮牧野
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2001-06-22
Filing date: 2001-06-22
Publication date: 2003-01-08
Anticipated expiration: 2021-06-22
Also published as: JP4428890B2

Abstract

(57)【要約】【課題】安定して高い接合強度が得られる、セラミッ
ク部材、接合体、真空スイッチ用容器を提供すること。【解決手段】アルミナを主成分とするセラミック部材
１とコバール製の金属部材３とが、銀ロー製のロー材５
により接合されて接合体７が形成されている。詳しく
は、セラミック部材１は、アルミナ製の焼結体であるセ
ラミック基材９上に、モリブデンを主成分とするメタラ
イズ層１１が形成されたものであり、このメタライズ層
１１上にＮｉからなるメッキ層１３が形成されている。
そして、メッキ層１３と金属部材３とがロー材５により
接合されることにより、セラミック部材１と金属部材３
とが接合一体化されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばセラミック
基板、外囲器、半導体パッケージなどの各種の用途に利
用できるものであり、例えば金属とセラミックやセラミ
ック同士をメタライズにより接合したセラミック部材、
接合体、真空スイッチ用容器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、焼成体であるセラミック基材
の表面にメタライズを施す方法として、高融点金属法
（Ｍｏ−Ｍｎ法；テレフンケン法）が知られている。こ
のテレフンケン法は、ＷやＭｏ等の高融点金属の粉末
に、Ｍｎ粉末、Ｔｉ粉末、ガラス成分（ＳｉＯ₂）等の
接合助剤を添加し、有機バインダと混合してペーストと
したメタライズインクを、セラミック基材上に塗布し焼
き付ける方法（焼成方法）である。

【０００３】また、このテレフンケン法をベースとし
て、金属層（メタライズ層）の接着強度を向上させる目
的で、多くの手法が開発されている。例えば特開昭５６
−９６７９４号公報等などには、メタライズ層形成のた
めのメタライズペーストの組成を規定する技術が開示さ
れており、また、特開昭５９−１３２１９４号公報等に
は、メタライズペースト中の金属粉末の粒径や焼成温度
等を規定する技術が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来技術では、メタライズ層を介した接合体の接合強
度が向上するという効果はあるものの、必ずしも十分で
はない。つまり、実際には、メタライズペーストの組成
や粒径、焼成温度等を規定しても、常に安定して高い接
合強度を有する製品が得られる訳ではないという問題が
あった。

【０００５】例えば、前記の様な従来技術によって形成
された接合体を用いて真空スイッチ用容器を製造した場
合には、その接合強度がばらつくことがあるため、気密
性が十分でない製品が発生することがあり、一層の改善
が望まれていた。本発明は前記課題を解決するためにな
されたものであり、その目的は、安定して高い接合強度
が得られる、セラミック部材、接合体、真空スイッチ用
容器を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】セラミック上のメタライ
ズ層の形成及びメタライズ層を介した接合におけるメタ
ライズ層の構造は、３次元網目構造の金属粒子の焼成体
とその空隙に充填されたガラス成分で形成されている。

【０００７】このメタライズ層における強度（接合強
度）に影響するのは、金属成分自体の焼結度と、セラミ
ック母材と融合し金属粒子間に拡散したガラス成分のア
ンカー効果であると考えられる。従って、メタライズペ
ースト時の材料の粒径や組成を規定しても、印刷、乾
燥、焼成、メッキ、ロー付け等の工程の条件によって
は、メタライズ層中の組織は一定とは限らない。

【０００８】つまり、焼成後のメタライズ層の組織が適
切な範囲にあることにより、セラミック／メタライズ層
間の接合、メタライズ層自体の強度、メタライズ／金属
層（メッキ層、ロー材層）間の接合など、全てにおいて
最適な状態となり、メタライズ層を介したセラミック部
材の接合強度が高く安定したものとなる。

【０００９】本発明は、上述した知見により得られたも
のである。以下各請求項毎に説明する。（１）請求項１の発明は、（セラミック焼成体である）
セラミック基体上にメタライズ層を形成したセラミック
部材において、前記（焼成後の）メタライズ層の断面の
１０μｍ四方の測定範囲における金属成分の面積占有率
が４５〜７５％である部分（特定部分）が、全メタライ
ズ層の８０％以上であることを特徴とするセラミック部
材を要旨とする。

【００１０】本発明では、１０μｍ四方の測定範囲にお
ける特定部分が、全体の８０％以上を占めているので、
安定して高い接合強度を実現できる。従って、このセラ
ミック部材を用いた製品のばらつきが少ない。つまり、
上述した測定範囲において、金属成分の面積占有率が４
５％未満の場合は、メタライズ層上に（他の部材との接
合のために）形成されるメッキ層やロー材層との密着強
度が不十分であり、また、メタライズ層自体の強度が不
十分になり、一方、７５％を超えると、金属部分が多す
ぎて、セラミックとメタライズ層との接合強度が低下す
る。しかも、特定部分が全体の８０％未満の場合には、
組成のばらつきが大きく、例えば（金属が過度に少な
い）不適切な部分を起点として、接合不具合が生じ易
い。

【００１１】そこで、本発明では、上述した条件を満た
す構成を備えることにより、例えばセラミック部材に他
の部材を接合して製品を製造する場合に、その接合強度
（従って製品）のバラツキが少なく、接合強度の低減に
起因する気密性の低下などを防止することができる。

【００１２】また、本発明によれば、焼成後のメタライ
ズ組織と接合強度との因果関係を定量的に示すことがで
きるので、安定した高い接合強度を有する接合体を製造
する際の基準とすることができる。尚、メタライズ層の
厚みとしては、例えば平均厚みとして３〜５０μｍの範
囲のものを採用できるが、このうち、メタライズ層に、
５μｍ以上の箇所が存在している場合には、金属成分が
分散し易く、規定する面積占有率を得易いので、好適で
ある。

【００１３】また、前記メタライズ層を構成する材料と
しては、例えばモリブデン、タングステンなどの高融点
金属などが挙げられる。（２）請求項２の発明は、（焼成体である）セラミック
基体上にメタライズ層を形成したセラミック部材におい
て、前記（焼成後の）メタライズ層の断面の５μｍ四方
の測定範囲における金属成分の面積占有率が２０〜９０
％である部分（特定部分）が、全メタライズ層の８０％
以上であることを特徴とするセラミック部材を要旨とす
る。

【００１４】本発明では、５μｍ四方の測定範囲におけ
る金属成分の面積占有率が２０〜９０％であり、しか
も、その特定部分が全体の８０％以上であるので、安定
して高い接合強度を実現できる。従って、このセラミッ
ク部材を用いた製品のばらつきが少ない。

【００１５】つまり、上述した測定範囲において、金属
成分の面積占有率が２０％未満の場合は、メタライズ層
上に（他の部材との接合のために）形成されるメッキ層
やロー材層との密着強度が不十分であり、また、メタラ
イズ層自体の強度が不十分になり、一方、９０％を超え
ると、金属部分が多すぎて、セラミックとメタライズ層
との接合強度が低下する。しかも、特定部分が全体の８
０％未満の場合には、組成のばらつきが大きく、例えば
（金属が過度に少ない）不適切な部分を起点として、接
合不具合が生じ易い。

【００１６】そこで、本発明では、上述した条件を満た
す構成を備えることにより、例えばセラミック部材に他
の部材を接合して製品を製造する場合に、その接合強度
（従って製品）のバラツキが少なく、接合強度の低減に
起因する気密性の低下などを防止することができる。

【００１７】また、本発明によれば、焼成後のメタライ
ズ組織と接合強度との因果関係を定量的に示すことがで
きるので、安定した高い接合強度を有する接合体を製造
する際の基準とすることができる。尚、メタライズ層の
厚みとしては、例えば平均厚みとして３〜５０μｍの範
囲のものを採用できるが、このうち、メタライズ層に、
５μｍ以上の箇所が存在している場合には、金属成分が
分散し易く、規定する面積占有率を得易いので、好適で
ある。

【００１８】また、前記メタライズ層を構成する材料と
しては、例えばモリブデン、タングステンなどの高融点
金属などが挙げられる。ここで、前記請求項１と請求項
２の発明の関係について説明する。請求項１の発明に対
して請求項２の発明は、より金属成分が分散しているこ
とを意味する。また、金属成分が分散しているほど「安
定した強度」につながるので、請求項２の発明の方がよ
り安定した強度を実現することができる。

【００１９】つまり、微視的に見るほど、金属成分の分
散は見かけ以上不均一となるため、適正範囲の数値は広
がるが、この微視的視界での分散が、実質強度に影響す
るからである。（３）請求項３の発明は、前記請求項１又は２に記載の
セラミック部材に、前記メタライズ層及びロー材層を介
して、金属部材を接合したことを特徴とする接合体を要
旨とする。

【００２０】本発明は、上述した構成のセラミック部材
に金属部材を接合した接合体を示したものである。この
接合体は、安定した高い接合強度を有しているので、こ
の接合体を用いた製品の気密性等のバラツキが少なく好
適である。

【００２１】つまり、従来の接合体においては、十分に
安定した高い接合強度を実現することが困難であった
が、本発明により、高く安定した接合強度を実現するこ
とができ、これにより優れた製品を製造することができ
る。尚、前記ロー材層を構成する材料としては、例えば
Ａｇ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｃｄ、及びそれらの化合物が
挙げられる。

【００２２】（４）請求項４の発明は、前記請求項１又
は２に記載のセラミック部材に、前記メタライズ層及び
ロー材層を介して、他のセラミック部材（通常はセラミ
ック基体）を接合したことを特徴とする接合体を要旨と
する。本発明は、上述した構成のセラミック部材に他の
セラミック部材を接合した接合体を示したものである。

【００２３】この接合体は、安定した高い接合強度を有
しているので、この接合体を用いた製品の気密性等のバ
ラツキが少なく好適である。尚、前記ロー材層を構成す
る材料としては、例えばＡｇ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｃ
ｄ、及びそれらの化合物が挙げられる。

【００２４】（５）請求項５の発明は、前記メタライズ
層とロー材層との間に、メッキ層を備えたことを特徴と
する前記請求項３又は４に記載の接合体を要旨とする。
本発明では、メタライズ層とロー材層との間にメッキ層
を備えているので、メタライズ層とロー材層との接合強
度が増加し、ひいては、セラミック部材と金属部材との
接合強度や、セラミック部材同士の接合強度が向上す
る。

【００２５】尚、前記メッキ層を構成する材料として
は、例えばＮｉ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄなどが挙げら
れる。（６）請求項６の発明は、前記請求項３〜５のいずれか
の接合体を備えたことを特徴とする真空スイッチ用容器
を要旨とする。

【００２６】本発明は、上述した接合体を用いた真空ス
イッチ用容器である。この真空スイッチ用容器とは、真
空スイッチを収容する真空容器（例えば絶縁バルブ）で
あり、この真空容器内に電極などを配置することによ
り、真空スイッチ（電気回路開閉器）を形成することが
できる。尚、真空スイッチは、特に高電圧、大電流の開
閉に好適なものである。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の、セラミック部
材、接合体、真空スイッチ用容器の実施の形態の例（実
施例）を、図面を参照して説明する。（実施例１）ここでは、セラミック部材と金属部材の接
合体を例に挙げる。

【００２８】ａ）図１に模式的に示す様に、本実施例で
は、アルミナを主成分とするセラミック部材１とコバー
ル製の金属部材３とが、銀ロー製のロー材５により接合
されて接合体７が形成されている。詳しくは、セラミッ
ク部材１は、アルミナ製の焼結体であるセラミック基材
９上に、モリブデンを主成分とするメタライズ層１１が
形成されたものであり、このメタライズ層１１上にＮｉ
からなるメッキ層１３が形成されている。そして、メッ
キ層１３と金属部材３とがロー材５により接合されるこ
とにより、セラミック部材１と金属部材３とが接合一体
化されている。

【００２９】ｂ）次に、この接合体７の１例として円筒
形のテストピースの製造方法を、セラミック部材の製造
方法とともに説明する。まず、平均粒径φ１μｍの、Ｍｏ粉：７１体積％、Ｍ
ｎ粉：９体積％、ＳｉＯ₂粉：１８体積％、ＴｉＨ₂粉：
２体積％と、溶剤に溶解したエチルセルロース：３０外
体積％とを混合し、メタライズペーストを製造した。

【００３０】次に、前記メタライズペーストを、セラ
ミック基体であるアルミナ製（例えばアルミナ９２重量
％）のセラミック基材９の表面に、厚さ１２μｍ程度に
塗布した。つまり、図２に示す様に、例えば外径φ６０
ｍｍ×厚み５ｍｍ×長さ９０ｍｍの円筒形のセラミック
基体９の表面（図２の上端面）に、メタライズペースト
を塗布した。

【００３１】次に、前記メタライズペーストを塗布し
たセラミック基材９を炉中に入れ、ウエッター雰囲気
（露点４０℃）のＨ₂／Ｎ₂（１：１）のガス雰囲気に
て、例えば１３５０〜１４００℃の焼成温度にて焼成し
た。これにより、セラミック基材９の表面に（焼成され
た）メタライズ層１１を備えたセラミック部材１が得ら
れた。

【００３２】次に、メタライズ層１１の表面（メタラ
イズ面）に、電解メッキによりＮｉメッキを施して、厚
さ１〜５μｍのメッキ層１３を形成した。その後、Ｈ₂
雰囲気中、温度８３０℃にて、メッキ層１３を焼成（シ
ンタリング）した。次に、図２に示す様に、セラミック部材１の上端面に
コバール製（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ）の金属部材３を、５本
ロー付けした。

【００３３】具体的には、メッキ層１３と５本の金属部
材３（例えば外径φ２．５×長さ１００ｍｍの円柱のコ
バール部材）との間に、銀ロー材（ＢＡｇ−８）５の箔
をそれぞれ配置して、所定のロー付け温度にて加熱して
冷却することにより、セラミック部材１と金属部材３と
をロー付け接合して接合体７を完成した。

【００３４】ｃ）次に、本実施例の効果を確認するため
に行った実験例について説明する。 (i)接合体のテストピースの製造方法まず、前記実施例の製造方法にて、本発明の範囲の接合
体（テストピース）を製造した。

【００３５】つまり、上述した〜の製造工程によっ
て、接合体を製造する際に、の製造工程において、焼
成条件を違えて、試料No.２、３のセラミック部材を製
造した。具体的には、焼成昇温速度を２℃／分とし、ピ
ーク温度１３５０℃で４５分間焼成して、試料No.２の
セラミック部材を製造した。また、同じ焼成昇温速度に
て、ピーク温度１４００℃で４５分間焼成して、試料N
o.３のセラミック部材を製造した。

【００３６】また、本発明の範囲外の比較例として、平
均粒径φ２．５μｍの、Ｍｏ粉：６７体積％、Ｍｎ粉：
８体積％、ＳｉＯ₂粉：２３体積％、ＴｉＨ₂粉：２体積
％と、溶剤に溶解したエチルセルロース：３０外体積％
とを混合し、メタライズペーストを製造した。

【００３７】これを、前記実施例と同様に印刷し焼成し
て、試料No.１のセラミック部材を製造した。但し、焼
成昇温速度は４℃／分とし、ピーク温度１３８０℃で４
５分間焼成した。更に、本発明の範囲外の他の比較例と
して、前記実施例と同様にしてメタライズペーストを製
造し、印刷し焼成して、試料No.４のセラミック部材を
製造した。但し、焼成昇温速度は２℃／分とし、ピーク
温度１４２０℃で９０分間焼成した。

【００３８】次に、上述した様にして製造した各セラミ
ック部材に対して、前記及びの製造工程によって、
金属部材を接合して、試料No.１〜４の接合体を製造し
た。 (ii)実験方法・強度試験前記テストピースの接合体に対して、金属部材の接合強
度を測定した。

【００３９】具体的には、図３に示す様に、接合体の上
端面を治具２１で抑え、この状態で、金属部材の上部を
保持部材２３で１本づつチャッキングし、この保持部材
２３を上方に０．５ｍｍ／ｍｉｎの速度で引張った。そ
して、この際に、金属部材が剥がれるまでの強度（接合
強度）を、それぞれ島津製作所製オートグラフにより測
定した。この測定結果を、下記表１に記す。

【００４０】・接合部分の観察次に、前記試料No.１〜４のテストピースの接合部分を
含む様に切り取り、その切り取った部分を熱可塑性樹脂
によりモールドし、鏡面断面サンプルを作成した。

【００４１】このサンプルの鏡面断面を金属顕微鏡で拡
大撮影し、その画像を色調二値化することにより、１０
μｍ平方（試料No.１〜４）における金属部分とガラス
部分との面積比率（金属成分の面積占有率）を測定し
た。そして、前記金属成分の面積占有率の測定を、任意
の箇所にて合計１０箇所にて実施した。その結果を、下
記表１に記す。

【００４２】

【表１】

【００４３】この表１から明らかな様に、本発明の範囲
の試料No.２、３のテストピース、即ち、メタライズ層
の断面の１０μｍ四方の測定範囲における金属成分の面
積占有率が４５〜７５％である部分が、全メタライズ層
の８０％以上であるものは、接合強度が高く、しかも、
その接合強度が揃っていることが分かる。

【００４４】これに対して、比較例の試料No.１、４の
テストピースは、接合強度が低い箇所があり好ましくな
い。 (iii)また、前記(i)接合体のテストピースの製造方法と
同様にして、本発明の範囲の接合体（テストピース）と
して、試料No.６、７のセラミック部材を製造した。

【００４５】具体的には、焼成昇温速度を２℃／分と
し、ピーク温度１３５０℃で４５分間焼成して、試料N
o.６のセラミック部材を製造した。また、同じ焼成昇温
速度にて、ピーク温度１４００℃で４５分間焼成して、
試料No.７のセラミック部材を製造した。

【００４６】一方、本発明の範囲外の比較例として、前
記と同様にして、試料No.５のセラミック部材を製造し
た。但し、焼成昇温速度は４℃／分とし、ピーク温度１
３８０℃で４５分間焼成した。更に他の比較例として、
前記と同様にして、試料No.８のセラミック部材を製造
した。但し、焼成昇温速度は２℃／分とし、ピーク温度
１４２０℃で９０分間焼成した。

【００４７】そして、前記と同様にして、各セラミック
部材に対して金属部材を接合して、試料No.５〜８の接
合体を製造した。次に、前記(ii)実験方法と同様にし
て、強度試験及び接合部分の観察を行った。尚、ここで
は、５μｍ平方（試料No.５〜８）における金属部分と
ガラス部分との面積比率（金属成分の面積占有率）を測
定した。

【００４８】そして、前記金属成分の面積占有率の測定
を、任意の箇所にて合計１０箇所にて実施した。その結
果を、下記表２に記す。

【００４９】

【表２】

【００５０】また、表２から明らかな様に、本発明の範
囲の試料No.６、７のテストピース、即ち、メタライズ
層の断面の５μｍ四方の測定範囲における金属成分の面
積占有率が２０〜９０％である部分が、全メタライズ層
の８０％以上であるものは、接合強度が高く、しかも、
その接合強度が揃っていることが分かる。

【００５１】これに対して、比較例の試料No.５、８の
テストピースは、接合強度が低い箇所があり好ましくな
い。この様に、本発明の範囲内の接合体は、高く安定し
た接合強度を有するので好適である。また、本発明の接
合体の構成により、焼成後のメタライズ組織と接合強度
との因果関係を定量的に得ることができるので、安定し
て高い接合強度を有する接合体を製造する上での基準と
することができ、製造方法の改良に寄与するという効果
を奏する。（実施例２）次に、実施例２について説明するが、前記
実施例１と同様な箇所の説明は省略する。

【００５２】ここでは、セラミック部材同士を接合した
接合体を例に挙げる。ａ）図４に模式的に示す様に、本実施例では、アルミナ
製の第１のセラミック部材３１と同様なアルミナ製の第
２のセラミック部材３３とがロー材３５により接合され
て接合体３７が形成されている。

【００５３】詳しくは、第１のセラミック部材３１は、
第１のセラミック基材３９上に第１のメタライズ層４１
が形成されたものであり、この第１のメタライズ層４１
上にはＮｉメッキにより第１のメッキ層４３が形成され
ている。一方、第２のセラミック部材３３は、第２のセ
ラミック基材４５上に第２のメタライズ層４７が形成さ
れたものであり、この第２のメタライズ層４７上にはＮ
ｉメッキにより第２のメッキ層４９が形成されている。
そして、第１メッキ層４３と第２のメッキ層４９とがロ
ー材３５により接合されることにより、第１のセラミッ
ク部材３１と第２のセラミック部材３３とが接合されて
一体となっている。

【００５４】ｂ）次に、この接合体の製造方法を説明す
る。前記実施例１にて説明した様に（以下省略した内容は
前記実施例１と同様である）、メタライズペースト成分
の粉末を使用して、メタライズペーストを製造した。

【００５５】次に、前記メタライズペーストを、第１
のセラミック基材３９と第２のセラミック基材４５の表
面に塗布した。次に、前記メタライズペーストを塗布した第１、２の
セラミック基材３９、４５を、それぞれ炉中に入れ、１
３５０〜１４００℃の温度にて焼成し、第１、２のセラ
ミック部材３１、３３を得た。

【００５６】次に、第１，２のメタライズ層４１、４
７の表面に、Ｎｉメッキを施して第１、２のメッキ層４
３，４９を形成した。次に、両メッキ層４３、４９の間に、銀ロー材３５を
配置してロー付け接合し、両セラミック部材３１、３３
を接合して一体化して接合体３７を完成した。

【００５７】本実施例の接合体３は、セラミック部材３
１，３３同士を接合したものであるが、本実施例によっ
ても、安定して高い接合強度を有する接合体３が得られ
るという利点がある。（実施例３）次に、実施例３について説明するが、前記
実施例１、２と同様な箇所の説明は省略する。

【００５８】本実施例は、前記実施例１のようなセラミ
ック部材と金属部材からなる接合体を真空スイッチに用
いた例である。即ち、本実施例の真空スイッチは、真空
スイッチ用容器内に電極等を内蔵し、高電圧、大電流の
開閉に適した高負荷開閉器である。

【００５９】詳しくは、図５に示す様に、真空負荷開閉
器１００は、真空スイッチ用容器（絶縁バルブ）１０１
と、絶縁バルブ１０１の端部を塞いで取り付けられた第
１及び第２の端蓋１０２、１０３と、第１の端蓋１０２
に取り付けられ絶縁バルブ１０１内に突出された固定電
極１０４と、第２の端蓋１０３に摺動自在に配置された
可動電極１０５とを備え、固定電極１０４と可動電極１
０５により接点１０６を構成している。

【００６０】前記絶縁バルブ１０１は、アルミナ９２重
量％のセラミック基体で形成され、内径８０ｍｍ×肉厚
５ｍｍ程度×長さ１００ｍｍの略円筒形である。また、
絶縁バルブ１０１は、内径が一定の直胴部１１０及び内
周壁１１１の中間にて内側に突出して周設される凸状部
１１２を有している。更に、絶縁バルブ１０１の外周面
には、釉薬層１１５を備えている。

【００６１】前記第１、２端蓋１０２，１０３は、円板
状のコバール（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ）板で形成され、各中
央部に固定電極１０４、ガイド１３１を固着するための
穴１２１、１３２が設けられている。このガイド１３１
は、可動電極１０５の可動軸１５１が摺動し易いように
設けられている。

【００６２】前記固定電極１０４は、先端が穴１２１に
固着される固定軸１４１となり、先端が絶縁バルブ１０
１内に突出される円環状の電極１４２となっている。前
記可動電極１０５は、後端がガイド１３１内を摺動する
可動軸１５１となり、先端が固定電極１０４側の電極１
４２に接触する電極１５２となっている。この可動電極
１０５は、電極１５２付近の可動軸１５１と第２の端蓋
１０３との間に設けられる蛇腹状の金属べローズ１５３
により、真空保持状態で開閉動作を可能とされている。

【００６３】前記金属ベローズ１５３は、ベローズカバ
ー１５４で囲まれ、電流開閉時に、電極１４２，１５２
（即ちその先端の接触子１４３、１５５）から発生する
金属蒸気が直接触れるのを防いでいる。前記接点１０６
は、電極１４２，１５２の接触が行われる接触子１４
３、１５５に、高融点のタングステン系の焼結金属を用
い、発生する真空アークにより溶着し難い構造となって
いる。

【００６４】また、接点１０６を囲んでアークシールド
１６１が配置されている。このアークシールド１６１
は、前述の金属蒸気が絶縁バルブ１０１の内周壁１１１
に付着して絶縁が低下するのを防止するために、絶縁バ
ルブ１０１の凸状部１１２にロー付けにより接合されて
いる。

【００６５】つまり、本実施例の高負荷開閉器１００で
は、前記実施例１の接合体と同様に、セラミック部材で
ある絶縁バルブ１０１の凸状部１１２に、金属部材であ
るアークシールド１６１がロー材１６２によるロー付け
により接合されている。詳しくは、図６に要部を模式的
に示す様に、絶縁バルブ１０１の凸状部１１２の先端に
は、メタライズ層１７１が形成され、このメタライズ層
１７１上にＮｉメッキによりメッキ層１７３が形成さ
れ、このメッキ層１７３とアークシールド１６１とがロ
ー材１６２によるロー付けによって接合されているので
ある。

【００６６】これにより、高い接合強度を有する絶縁バ
ルブ１０１（従って高負荷開閉器１００）を実現するこ
とができる。また、本実施例では、絶縁バルブ１０１と
端蓋１０２，１０３との間に、端蓋１０２，１０３側よ
り、ロー材、メッキ層、メタライズ層（図示せず）の順
で配置されており、これにより、絶縁バルブ１０１と端
蓋１０２，１０３とは、高い強度で接合されて気密性が
確保される。（実施例４）次に、実施例４について説明するが、前記
実施例３と同様な箇所の説明は省略する。

【００６７】本実施例は、前記実施例３の様に、セラミ
ック部材と金属部材からなる接合体を真空スイッチに用
いた例であるが、アークシールドと絶縁バルブの構造が
異なる。図７に要部を模式的に示す様に、本実施例の真
空スイッチ（高負荷開閉器）２００は、真空スイッチ用
容器を構成する上絶縁バルブ２０１と下絶縁バルブ２０
３との間に、無酸素銅からなる金属製の接続部材２０５
がロー付けされ、その接続部材２０５の先端側に、アー
クシールド２０７がロー付け接合されている。

【００６８】特に、前記上絶縁バルブ２０１及び下絶縁
バルブ２０３と接続部材２０５とが固定される部分（固
定部２０９）には、前記実施例１と同様な方法で、それ
ぞれメタライズ層２１１、２１３が形成され、各メタラ
イズ層２１１、２１３上にはそれぞれＮｉメッキにより
メッキ層２１５、２１７が形成されている。

【００６９】そして、このメッキ層２１５、２１７と接
続部材２０５とが、それぞれロー材２１９、２２１によ
り接合されることにより、両絶縁バルブ２０１、２０３
と接続部材２０５とが接合一体化されている。尚、両絶
縁バルブ２０１、２０３の外周面には前記実施例３と
同様の釉薬層２２３、２２５がそれぞれ形成されてい
る。

【００７０】本実施例によっても、前記実施例３と同様
な効果を奏する。また、本実施例では、上絶縁バルブ２
０１と接続部材２０５との間に、メタライズ層２１１、
メッキ層２１５、及びロー材２１９が設けられ、下絶縁
バルブ２０３と接続部材２０５との間に、メタライズ層
２１３、メッキ層２１７、及びロー材２２１が設けられ
て、それらにより、上絶縁バルブ２０１と接続部材２０
５と下絶縁バルブ２０３とが強固に接続されており、高
い気密性も確保できる。

【００７１】尚、上絶縁バルブ２０１及び下絶縁バルブ
２０３と、それぞれの端蓋との間は、前記実施例３と同
様に、端蓋側より、ロー材、メッキ層、メタライズ層
（図示せず）の順で配置されており、これにより、高い
強度で接合されて気密性が確保される。

【００７２】尚、本発明は前記実施例になんら限定され
るものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲におい
て種々の態様で実施しうることはいうまでもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の接合体の要部を破断して示す説明
図である。

【図２】実施例１の接合体を示す斜視図である。

【図３】実施例１の接合体の接合強度の測定方法を示
す説明図である。

【図４】実施例２の接合体の要部を破断して示す説明
図である。

【図５】実施例３の真空スイッチを破断して示す説明
図である。

【図６】実施例３の真空スイッチの要部を破断して示
す説明図である。

【図７】実施例４の真空スイッチの要部を破断して示
す説明図である。

【符号の説明】

１…セラミック部材３…金属部材５、３５、１６２、２１９、２２１…ロー材７、３７…接合体９…セラミック基材１１…メタライズ層１３…メッキ層３１…第１のセラミック部材３３…第２のセラミック部材３９…第１のセラミック基材４１…第１のメタライズ層４５…第２のセラミック基材４７…第２のメタライズ層１６１、２０７…アークシールド１０１…絶縁バルブ１００、２００…真空スイッチ（高負荷開閉器）１７１、２１１、２１３…メタライズ層２０１…上絶縁バルブ２０３…下絶縁バルブ２０５…接続部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】セラミック基体上にメタライズ層を形成
したセラミック部材において、前記メタライズ層の断面の１０μｍ四方の測定範囲にお
ける金属成分の面積占有率が４５〜７５％である部分
が、全メタライズ層の８０％以上であることを特徴とす
るセラミック部材。
【請求項２】セラミック基体上にメタライズ層を形成
したセラミック部材において、前記メタライズ層の断面の５μｍ四方の測定範囲におけ
る金属成分の面積占有率が２０〜９０％である部分が、
全メタライズ層の８０％以上であることを特徴とするセ
ラミック部材。
【請求項３】前記請求項１又は２に記載のセラミック
部材に、前記メタライズ層及びロー材層を介して、金属
部材を接合したことを特徴とする接合体。
【請求項４】前記請求項１又は２に記載のセラミック
部材に、前記メタライズ層及びロー材層を介して、他の
セラミック部材を接合したことを特徴とする接合体。
【請求項５】前記メタライズ層とロー材層との間に、
メッキ層を備えたことを特徴とする前記請求項３又は４
に記載の接合体。
【請求項６】前記請求項３〜５のいずれかの接合体を
備えたことを特徴とする真空スイッチ用容器。