特許 7680556 気密端子

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-05-12

(45)【発行日】2025-05-20

(54)【発明の名称】気密端子

(51)【国際特許分類】

   H01R 9/16 20060101AFI20250513BHJP

【ＦＩ】

H01R9/16 101

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2023551810

(86)(22)【出願日】2022-09-28

(86)【国際出願番号】 JP2022036297

(87)【国際公開番号】W WO2023054529

(87)【国際公開日】2023-04-06

【審査請求日】2024-03-19

(31)【優先権主張番号】P 2021159884

(32)【優先日】2021-09-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000006633

【氏名又は名称】京セラ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003029

【氏名又は名称】弁理士法人ブナ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】大村 遥

【審査官】石田 佳久

(56)【参考文献】

【文献】実公昭４１－０２２３５０（ＪＰ，Ｙ１）

【文献】国際公開第２０１３／０４７７４０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開平１１－０１６６２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１９３９３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１４９３０４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｒ ４３／２０

Ｈ０１Ｒ ９／００

Ｈ０１Ｒ ９／１５－９／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

筒状の金属スリーブと、
該金属スリーブの内周面に固定され、前記金属スリーブの軸方向に沿って貫通孔を有するセラミック基板と、
前記貫通孔に挿入され、前記セラミック基板にろう材によって接合された柱状の導通部材と、
を含み、
前記貫通孔は、前記軸方向の両端からそれぞれ逆錐台状に開く第１開口部および第２開口部を有し、
前記貫通孔の内周面全面にわたって、メタライズ層が被着され、
環状部材が、前記セラミック基板の少なくともいずれか一方の表面側で前記導通部材を囲うように配置され、前記環状部材全体は前記ろう材で被覆され、
前記環状部材の上面の上方から前記環状部材の外周面よりも外側に向かって、前記ろう材はフィレットを形成し、
前記フィレットは、少なくとも前記セラミック基板に近い側に、凸面を備え、該凸面の平均曲率半径は６０μｍ以上１９０μｍ以下である、
気密端子。

【請求項2】

前記第１開口部および前記第２開口部は、前記貫通孔の軸方向に垂直でセラミック基板の厚みの中心を通る仮想面に対して対称である、請求項１に記載の気密端子。

【請求項3】

前記メタライズ層は、前記軸方向の両端部よりも前記軸方向の中央部の方が厚い、請求項１に記載の気密端子。

【請求項4】

前記貫通孔と前記導通部材との間に位置している前記ろう材が、前記セラミック基板の厚み方向に長い空隙部を有する、請求項１に記載の気密端子。

【請求項5】

前記空隙部の少なくとも一端は、凸状曲面を有する、請求項４に記載の気密端子。

【請求項6】

前記メタライズ層は、前記第１開口部および前記第２開口部の少なくとも一方の周縁部にまで延出している、請求項１に記載の気密端子。

【請求項7】

前記第１開口部の内部に、前記環状部材の一部が位置している、請求項１に記載の気密端子。

【請求項8】

前記セラミック基板の表面に、前記導通部材を囲むように、メタライズ層と、該メタライズ層を被覆するメッキ層とを備え、
該メッキ層の表面の粗さ曲線における２５％の負荷長さ率の切断レベルと、前記粗さ曲線における７５％の負荷長さ率での切断レベルとの差を表す切断レベル差Ｒδｃ１の平均値は、前記セラミック基板の表面の露出している部分の粗さ曲線における２５％の負荷長さ率での切断レベルと、前記粗さ曲線における７５％の負荷長さ率での切断レベルとの差を表す切断レベル差Ｒδｃ２の平均値よりも大きい、請求項１に記載の気密端子。

【請求項9】

請求項１～８のいずれかに記載の気密端子を備える、真空ポンプ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、気密端子に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ターボ分子ポンプなどの真空ポンプでは、真空ポンプの外部から真空空間である内部に電気信号を供給するため、気密端子が使用されている。このような気密端子は、一般的に、筒状の金属スリーブと、金属スリーブの内周面にろう付けされた軸方向に貫通孔を有する円板状の絶縁基体と、貫通孔に固定されたワッシャー（環状部材）を有するリードピン（導通部材）とを含む。

【0003】

このような気密端子として、例えば特許文献１には、絶縁基体の貫通孔周縁部および貫通孔の開口部から２００μｍ～５ｍｍの深さまで貫通孔の内周面に金属層（メタライズ層）が形成された気密端子が記載されている。この金属層に、ワッシャーおよびリードピンがろう付けによって固定されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開平１１－１６６２０号公報

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示に係る気密端子は、筒状の金属スリーブと、金属スリーブの内周面に固定され、金属スリーブの軸方向に沿って貫通孔を有するセラミック基板と、貫通孔に挿入され、セラミック基板にろう材によって接合された柱状の導通部材とを含む。貫通孔は、軸方向の両端からそれぞれ逆錐台状に開く第１開口部および第２開口部を有する。セラミック基板の貫通孔の内周面全面にわたって、メタライズ層が被着されている。本開示に係る真空ポンプは、この気密端子を備える。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】本開示の一実施形態に係る気密端子を示す平面図である。

【図2】図１に示すＸ－Ｘ線で切断した際の断面を説明するための説明図である。

【図3】図２に示す領域Ｙを説明するための拡大説明図である。

【図4】図２に示す領域Ｙの他の実施形態を説明するための拡大説明図である。

【図5】図２に示す領域Ｙの他の実施形態を説明するための拡大説明図である。

【図6】図２に示す領域Ｙの他の実施形態を説明するための拡大説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0007】

上記のように、厚みが５ｍｍを超えるような比較的厚い絶縁基体を使用する場合、絶縁基体の貫通孔の内周面に形成された金属層の端部は、貫通孔内に位置することになる。金属層の端部が貫通孔内に位置していると、不可抗力がかかった場合に、金属部の先端からセラミックで形成された絶縁基体に向かってクラックが発生するおそれがある。

【0008】

本開示の課題は、外部から不可抗力がかかっても、メタライズ層の先端からセラミック基板に向かうクラックの発生を低減することができ、長期間にわたって気密性を維持することができる気密端子を提供することである。

【0009】

上記のように、本開示に係る気密端子において、セラミック基板の貫通孔において、導通部材に対向する内周面全面にわたって、メタライズ層が被着されている。このような構造を有することによって、メタライズ層の端部が貫通孔内に位置しなくなる。したがって、本開示に係る気密端子によれば、外部から不可抗力がかかっても、メタライズ層の先端からセラミック基板に向かうクラックの発生を低減することができ、長期間にわたって気密性を維持することができる。

【0010】

本開示の一実施形態に係る気密端子を、図１～３に基づいて説明する。図１に示す一実施形態に係る気密端子１は、金属スリーブ２、セラミック基板３および導通部材４を含む。図１は、一実施形態に係る気密端子１を示す平面図である。

【0011】

金属スリーブ２は筒状を有しており、筒状であれば、円筒状、角筒状（例えば、三角筒状、四角筒状、五角筒状、六角筒状など）など形状は限定されない。金属スリーブ２の大きさは、気密端子１を備える装置などに応じて適宜設定すればよい。金属スリーブ２の長さは、例えば、１５ｍｍ以上３０ｍｍ以下であり、外径は２０ｍｍ以上３０ｍｍ以下である。角筒状の場合の外径は、最も長い外縁の長さを意味する。金属スリーブ２は、例えば、炭素鋼、低合金鋼、工具鋼、ステンレス鋼、鉄、銅、銅合金、チタン、チタン合金、モリブデン、モリブデン合金、Ｆｅ－Ｎｉ合金、Ｆｅ－Ｎｉ－Ｃｒ－Ｔｉ－Ａｌ合金、Ｆｅ－Ｃｒ－Ａｌ合金、Ｆｅ－Ｃｏ－Ｃｒ合金Ｆｅ－Ｃｏ系合金、Ｆｅ－Ｃｏ－Ｃ系合金、Ｆｅ－Ｎｉ系合金またはＦｅ－Ｎｉ－Ｃｏ系合金などの金属で形成されている。

【0012】

炭素鋼とは、Ｆｅと０．０２～２．１４質量％のＣとの合金であり、Ｃ以外にＳｉ、Ｍｎ、ＰおよびＳが含まれる。このような炭素鋼としては、例えば、ＪＩＳ Ｇ ４０５１：２０１６で規定されるＳ１０Ｃ、Ｓ１２Ｃ、Ｓ１５Ｃ、Ｓ１７Ｃ、Ｓ２０Ｃ、Ｓ２２Ｃ、Ｓ２５Ｃ、Ｓ２８Ｃ、Ｓ３０Ｃ、Ｓ３３Ｃ、Ｓ３５Ｃ、Ｓ３８Ｃ、Ｓ４０Ｃ、Ｓ４３Ｃ、Ｓ４５Ｃ、Ｓ４８Ｃ、Ｓ５０Ｃ、Ｓ５３Ｃ、Ｓ５５Ｃ、Ｓ５８Ｃ、Ｓ６０Ｃ、Ｓ６５Ｃ、Ｓ７０Ｃ、Ｓ７５Ｃなどが挙げられる。

【0013】

低合金鋼とは、Ａｌ、Ｂ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｌａ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｎｉ、Ｐｂ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｔｉ、Ｖ、ＷおよびＺｒの少なくともいずれかを含み、これらの元素の含有量の合計が５質量％以下の炭素鋼をいう。

【0014】

工具鋼は、ＪＩＳ Ｇ ４４０１：２００９で規定される炭素工具鋼材およびＪＩＳ Ｇ ４４０４：２００６で規定される合金工具鋼材をいう。

【0015】

ステンレス鋼とは、Ｆｅと１０．５質量％以上のＣｒとの合金であり、Ｃの含有量が１．２％以下のものをいい、これ以外の成分は、例えば、ＩＳＯ １５５１０:２０１４で規定される。ステンレス鋼は、例えば、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３０４Ｌ、ＳＵＳ３０４ＵＬＣ、ＳＵＳ３１０ＵＬＣまたはＳＵＳＸＭ１５Ｊ１である。

【0016】

セラミック基板３は、金属スリーブ２内で、後述する導通部材４を固定するための部材である。セラミック基板３は、図１および２に示すように、セラミック基板３の外周面と金属スリーブ２の内壁面とで固定されている。すなわち、セラミック基板３は、金属スリーブ２の内径に応じて形成される。セラミック基板３の厚みは、導通部材４を固定し得る厚みであればよく、例えば、４ｍｍ以上１０ｍｍ以下である。図２は、図１に示すＸ－Ｘ線で切断した際の断面を説明するための説明図である。

【0017】

セラミック基板３は、セラミックスで形成されていれば、限定されない。このようなセラミックスとしては、例えば、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、炭化珪素または窒化珪素を主成分とするセラミックスなどが挙げられる。

【0018】

本明細書において「主成分」とは、セラミックスを構成する成分の合計１００質量％における８０質量％以上を占める成分をいう。セラミックスに含まれる各成分の同定は、ＣｕＫα線を用いたＸ線回折装置で行い、各成分の含有量は、例えばＩＣＰ（ＩｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙＣｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）発光分光分析装置または蛍光Ｘ線分析装置により求めればよい。

【0019】

セラミック基板３は、金属スリーブ２の軸方向に沿って貫通孔３１を有する。貫通孔３１は、導通部材４を挿入するための貫通孔であり、導通部材４の外径に応じて、貫通孔３１の径は適宜設定される。貫通孔３１は、セラミック基板３に少なくとも１つ形成されていればよく、挿入される導通部材４の数に応じて、適宜設定される。

【0020】

図２に示すように、セラミック基板３の表面に環状部材５が位置している。環状部材５は、ワッシャーに相当し、例えば、炭素鋼、低合金鋼、工具鋼、ステンレス鋼、鉄、銅、銅合金、チタン、チタン合金、モリブデン、モリブデン合金、Ｆｅ－Ｎｉ合金、Ｆｅ－Ｎｉ－Ｃｒ－Ｔｉ－Ａｌ合金、Ｆｅ－Ｃｒ－Ａｌ合金、Ｆｅ－Ｃｏ－Ｃｒ合金Ｆｅ－Ｃｏ系合金、Ｆｅ－Ｃｏ－Ｃ系合金、Ｆｅ－Ｎｉ系合金またはＦｅ－Ｎｉ－Ｃｏ系合金などの金属で形成されている。炭素鋼、低合金鋼、工具鋼およびステンレス鋼の定義は、上述した通りである。

【0021】

環状部材５は、セラミック基板３の幅および厚みよりも小さく、導通部材４を挿入し得る大きさであれば限定されない。環状部材５の大きさは、例えば、環状部材５の外径は、導通部材４の外径の１．２倍以上２倍以下程度であり、特に、１．４倍以上１．８倍以下であるとよい。厚みは、０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下程度である。

【0022】

環状部材５は、必要に応じて使用される部材であり、セラミック基板３に形成された貫通孔３１と同軸上に位置する第２貫通孔を有する。第２貫通孔は、導通部材４を挿入するための貫通孔であり、導通部材４の外径に応じて、第２貫通孔の径は適宜設定される。環状部材５は、図２に示すように、セラミック基板３の一方の表面に位置していてもよく、両表面に位置していてもよい。

【0023】

導通部材４はリードピンに相当し、円柱状、角柱状（例えば、三角柱状、四角柱状、五角柱状、六角柱状など）など柱状を有していれば、形状は限定されない。導通部材４の長さおよび外径は、例えば、金属スリーブ２の大きさに応じて適宜設定される。導通部材４は、例えば、銅、例えば、無酸素銅（例えば、ＪＩＳ Ｈ ３１００：２０１２に定める合金番号がＣ１０２０あるいはＪＩＳ Ｈ ３５１０：２０１２に定める合金番号がＣ１０１１など）などの金属で形成されている。導通部材４は、少なくとも１つ含まれていればよく、気密端子１の用途などに応じて、適宜設定すればよい。

【0024】

導通部材４は、セラミック基板３に形成された貫通孔３１および環状部材５に形成された第２貫通孔に挿入され、セラミック基板３に固定されている。具体的には、セラミック基板３の表面において、環状部材５を被覆するように、ろう材６を用いてろう付けされている。ろう材６としては、例えば、ＢＡｇ－８、ＢＡｇ－８Ａ、ＢＡｇ－８Ｂ、ＢＡｇ－９などが挙げられる。

【0025】

気密端子１において、セラミック基板３に形成された貫通孔３１は、図３に示すように、内周面全面にわたって、メタライズ層３２が被着されている。図３は、図２に示す領域Ｙを説明するための拡大説明図である。このように、セラミック基板３に形成された貫通孔３１の内周面全面にわたって、メタライズ層３２が被着されていることによって、外部から不可抗力がかかっても、メタライズ層３２の先端からセラミック基板３に向かうクラックの発生が抑制される。その結果、長期間にわたって気密性を維持することができる。

【0026】

メタライズ層３２を形成している金属としては限定されず、例えば、Ｍｏ－Ｍｎ合金、Ａｇ－Ｃｕ－Ｔｉ合金が挙げられる。メタライズ層３２は、例えば、１５μｍ以上４５μｍ以下の厚みを有していてもよい。メタライズ層３がＭｏ－Ｍｎ合金で形成される場合、Ｍｏの酸化を抑制するために、メタライズ層３２をＮｉメッキ層によって被覆してもよい。Ｎｉメッキ層の厚みは、例えば、３μｍ以上１０μｍ以下である。

【0027】

メタライズ層３２は、貫通孔３１の軸方向の両端部よりも軸方向の中央部の方が厚くてもよい。例えば、上記の厚み範囲内において、貫通孔３１の両端部よりも中央部の方が厚くてもよい。軸方向の両端部とは、第１開口部３１ａの近傍および第２開口部３１ｂの近傍を意味する。両端部近傍では、セラミック基板３に応力が生じやすい。セラミック基板３に加わる応力をより小さくするため、両端部のメタライズ層３２を薄くするのがよい。一方、軸方向の中央部は、加熱および冷却が繰り返されて、ろう材６が上下方向に伸縮しても、その影響を受けにくい。その結果、加熱および冷却が繰り返され、メタライズ層３２やセラミック基板３にクラックが生じても、その進展を抑制することができる。

【0028】

メタライズ層３２は、図３に示すように、セラミック基板３の第１開口部３１ａおよび第２開口部３１ｂの少なくとも一方の周縁部にまで延出していてもよい。外部から不可抗力がかかっても、メタライズ層３２の先端からセラミック基板３に向かうクラックの発生が抑制される。その結果、長期間にわたって気密性を維持することができる。

【0029】

貫通孔３１は、軸方向の両端から逆錐台状に開く第１開口部３１ａおよび第２開口部３１ｂを有している。第１開口部３１ａおよび第２開口部３１ｂが逆錐台状に開く形状を有していると、逆錐台状以外の形状（例えば、逆円錐状、逆角錐状）を有する場合よりも、第１開口部３１ａおよび第２開口部３１ｂ付近におけるセラミック基板３の応力が分散される。その結果、加熱および冷却が繰り返されても、セラミック基板３にクラックなどが発生しにくくなり、長期間にわたって使用することができる。逆錐台状は、導通部材４の形状（第１貫通孔３ａの形状）に応じて、逆円錐台状、逆角錐台状などであり得る。図１に示すように、導通部材４が円柱状の場合、逆錐台状は逆円錐台状となる。

【0030】

セラミック基板３に形成された貫通孔３１において、第１開口部３１ａと第２開口部３１ｂとは、貫通孔３１の軸方向に垂直でセラミック基板３の厚みの中心を通る仮想面に対して対称であるのがよい。このような構成によって、セラミック基板３の厚み方向（軸方向）における応力の偏在が抑制される。その結果、セラミック基板３にクラックなどが発生しにくくなり、長期間にわたって使用することができる。

【0031】

セラミック基板３に形成された貫通孔３１と導通部材４との間に位置しているろう材６が、セラミック基板３の厚み方向に長い空隙部を有していてもよい。このような空隙部が存在することによって、加熱および冷却が繰り返されても、残留応力が緩和される。空隙部の少なくとも一方の先端側は、凸状曲面を有していてもよい。空隙部の少なくとも一方の先端側が凸状曲面を有していると、凸状曲面側の先端において、応力集中が抑制される。その結果、凸状曲面側の先端からクラックの発生が抑制される。

【0032】

図２および３に示すように、環状部材５は上面から側面にかけて、ろう材６で被覆されていてもよい。環状部材５がろう材で被覆されていると、環状部材５に外部から高圧がかかっても、導通部材４が抜けにくくなる。

【0033】

図３に示すように、環状部材５の上面の上方から環状部材５外周面よりも外側に向かって、ろう材６がフィレットを形成していてもよい。ろう材６がフィレットを形成することによって、セラミック基板３、導通部材４および環状部材５に対するろう材６の接触面積を広げることができる。セラミック基板３上に、延出したメタライズ層３２と、メタライズ層３２を被覆するメッキ層（図示しない）とを備えている場合には、セラミック基板３に代え、メッキ層に対するろう材６の接触面積を広げることができる。その結果、外側に向かって引っ張る力が加わっても剥離しにくくなり、長期間にわたって使用することができる。

【0034】

本開示の他の実施形態に係る気密端子４０を図４に基づいて説明する。一実施形態と異なる構成について説明する。図４に示すように、ろう材６の断面の輪郭は、凹面７ａ，７ｂを有してもよい。凹面７ａ，７ｂを有しているので、凹面７ａ，７ｂが無い場合に比べて、ろう材６の体積を減少させることができる。このため、セラミック基板３にかかる応力が減少し、セラミック基板３のクラックの発生を特に抑制することができる。特に、凹面７ａを有しているので、セラミック基板３にかかる応力が小さくなる。

【0035】

凹面７ａと７ｂの境界には、凸面８が形成される。凸面８の頂部は、環状部材５の上面と外周面との交線に近接していてもよい。凸面８の頂部が環状部材５の上面と外周面との交線に近接していると、凸面８に近い箇所は、ろう材の厚みが薄くなる。このため、セラミック基板３にかかる応力が減少し、セラミック基板３のクラックの発生を特に抑制することができる。

【0036】

凸面８の平均曲率半径は６０μｍ以上１９０μｍ以下であってもよい。凸面８の平均曲率半径が６０μｍ以上１９０μｍ以下であると、セラミック基板３に対する導通部材４の接合強度が向上すると共に、導通部材４が金属スリーブ２の軸方向に沿って複数配置されている場合に、隣り合う導通部材４同士がろう材６によって短絡することを抑制することができる。ここで、導通部材４が円柱状であれば、凸面８は、導通部材４を囲む環状となる。

【0037】

凸面８の平均曲率半径は、形状解析レーザ顕微鏡（（株）キーエンス製、超深度カラー３Ｄ形状測定顕微鏡（ＶＫ－Ｘ１１００またはその後継機種））を用いて測定することができる。測定条件としては、照明方式を同軸照明、倍率を１２０倍、凸面８を含む測定範囲を、例えば、１か所当たり、２７９２μｍ×２０９３μｍに設定して、プロファイル計測を行えばよい。

【0038】

具体的には、まず、１つの測定範囲において、導通部材４側からセラミック基板３側に向かって凸面８を含むように測定対象とする線を４本引く。この線１本当たりの長さは、例えば、２００μｍ以上３００μｍ以下である。測定範囲は、少なくとも３か所設定し、測定対象とする線は少なくとも１２本とする。測定対象とした１２本の線から得られた測定値の平均値を凸面８の平均曲率半径とする。

【0039】

本開示の他の実施形態に係る気密端子５０を図５に基づいて説明する。一実施形態と異なる構成について説明する。図５に示すように、セラミック基板３の第１開口部３１ａの内部に環状部材５の一部が位置してもよい。つまり、環状部材５の下面は、セラミック基板３の表面から第１開口部３１ａ側に第１貫通孔３１の軸方向に距離Ｄの位置に位置してもよい。図５のような構造を有していると、第１貫通孔３１内のろう材６の体積が、環状部材５によって低減する。このため、第１貫通孔３１に近接するセラミック基板３にかかる応力が低減し、セラミック基板３のクラックの発生を特に抑制することができる。

【0040】

本開示の他の実施形態に係る気密端子６０を図６に基づいて説明する。一実施形態と異なる構成について説明する。図６に示すように、導通部材４の外周面と環状部材５の内周面との距離が、均一でなくてもよい。図６では、導通部材４の外周面と環状部材５の内周面との距離が紙面の左側ではＷ１であり、紙面の右側ではＷ２であり、Ｗ１＞Ｗ２である。このような構造を有していることが好ましい。その理由は次のように推定される。Ｗ１がＷ２よりも大きいと、紙面の左側の領域では、第１領域５１と導通部材４との間にあるろう材６の体積が増加する。Ｗ１がＷ２よりも大きいと、紙面の左側の領域では、環状部材５の上面と外周面との交線と凸面８との距離を小さくすることができる。

【0041】

一方、紙面の右側の領域では、第１領域５１と導通部材４との間にあるろう材６の体積が増加する。紙面の右側の領域では、第１領域５１と導通部材４との間にあるろう材６の体積が減少する。これらのように、ろう材６を不均一に分布させることによって、セラミック基板３の第１開口部３１ａの一部分に局部的な応力が集中することが抑制される。その結果、セラミック基板３のクラックの発生を特に抑制することができる。

【0042】

セラミック基板３の表面に、導通部材４を囲むように、延出したメタライズ層３２と、メタライズ層３２を被覆するメッキ層とを備えている場合には、メッキ層の表面の粗さ曲線における２５％の負荷長さ率の切断レベルと、粗さ曲線における７５％の負荷長さ率での切断レベルとの差を表す切断レベル差Ｒδｃ１の平均値は、セラミック基板３の表面の露出している部分の粗さ曲線における２５％の負荷長さ率での切断レベルと、粗さ曲線における７５％の負荷長さ率での切断レベルとの差を表す切断レベル差Ｒδｃ２の平均値よりも大きくてもよい。

【0043】

切断レベル差Ｒδｃ１の平均値が切断レベル差Ｒδｃ２の平均値よりも大きい場合、ろう付け部のアンカー効果が高くなるため、メッキ層に対するろう付け部の接合強度を高くすることができる。この場合、切断レベル差Ｒδｃ２の平均値は切断レベル差Ｒδｃ１の平均値よりも小さくなるので、セラミック基板３の表面と延出したメタライズ層３２との間に空隙が生じにくい状態になり、セラミック基板３に対する延出したメタライズ層３２の密着性が向上する。さらに、延出したメタライズ層３２の厚みのばらつきも抑制される。

【0044】

切断レベル差Ｒδｃ１およびＲδｃ２は、形状解析レーザ顕微鏡（（株）キーエンス製、超深度カラー３Ｄ形状測定顕微鏡（ＶＫ－Ｘ１１００またはその後継機種））を用いて測定することができる。測定条件としては、照明方式を同軸照明、倍率を６０倍、カットオフ値λｓを無し、カットオフ値λｃを０．８ｍｍ、カットオフ値λｆを無し、終端効果の補正を有りとする。

【0045】

測定は、導通部材４の周囲のメッキ層の表面およびセラミック基板３の表面の露出している部分を対象とし、例えば、１か所当たりの測定範囲を５６５７μｍ×４２３２ｍとする。切断レベル差Ｒδｃ１を求める場合、メッキ層の表面に、導通部材４の軸心を中心とする測定対象となる円周Ｃ１を描く。円周１本当たりの長さは、例えば、６．２ｍｍ以上６．６ｍｍ以下である。切断レベル差Ｒδｃ２を求める場合、セラミック基板３の表面の露出している部分に、円周Ｃ１と同軸上に円周Ｃ２を描く。円周１本当たりの長さは、例えば、７．８ｍｍ以上８．３ｍｍ以下である。切断レベル差Ｒδｃ１およびＲδｃ２のそれぞれの測定値は、導通部材４の本数と同数になるように求め、それぞれの平均値を算出すればよい。導通部材４が１本の場合は、切断レベル差Ｒδｃ１の測定値と、切断レベル差Ｒδｃ２の測定値とを比べればよい。

【0046】

例えば、切断レベル差Ｒδｃ１の平均値は、４μｍ以上７μｍ以下であり、切断レベル差Ｒδｃ２の平均値は、１μｍ以上２μｍ以下である。特に、切断レベル差Ｒδｃ１の平均値と、切断レベル差Ｒδｃ２の平均値との差は、２μｍ以上５μｍ以下であるとよい。

【0047】

一実施形態に係る気密端子１は、例えば、次の手順で製造される。まず、金属スリーブ２を準備する。次いで、この金属スリーブ２の内周面にセラミック基板３を固定する。セラミック基板３に形成された貫通孔３１の内周面は、予め全面にわたってメタライズ加工が施され、メタライズ層３２が形成されている。メタライズ加工は、例えば、モリブデン－マンガン法（Ｍｏ－Ｍｎ法）などによって行われる。次いで、セラミック基板３に形成された貫通孔３１と、環状部材５に形成された第２貫通孔とが重なるように、セラミック基板３に環状部材５を載置する。次いで、貫通孔３１および第２貫通孔に導通部材４を挿入し、環状部材５を上面から側面にかけて被覆するように、セラミック基板３と、導通部材４および環状部材５とをろう材６で固定する。ろう材６の質量やろう付けの温度を調整することにより、フィレットの形成形状を制御することができる。このようにして、一実施形態に係る気密端子１が得られる。

【0048】

あるいは、セラミック基板３に、導通部材４および環状部材５を予めろう材６で固定した後に、金属スリーブ２の内周面にセラミック基板３を固定してもよい。

【0049】

図４に示す凹部７ａ、７ｂ、凸部８を有する他の実施形態に係る気密端子４０の製造方法について説明する。まず、金属スリーブ２を準備する。次いで、この金属スリーブ２の内周面にセラミック基板３を固定する。別途、環状部材５には、予めろう材６を被覆しておく。ろう材６が被覆された環状部材５は、例えば、ろう材６の微粉末と有機溶剤等からなるペーストを、環状部材５の周囲全体すなわち上面、下面、内周面、外周面に塗布し、加熱冷却することによって作製することができる。セラミック基板３に形成された第１貫通孔３１と、環状部材５に形成された第２貫通孔（予めろう材６が被覆されている。）とが重なるように、セラミック基板３に環状部材５を載置する。次いで、第１貫通孔３ａおよび第２貫通孔に導通部材４を挿入し、環状部材５を被覆するように、ろう材６でセラミック基板３と、導通部材４および環状部材５とを固定する。このようにして、他の実施形態に係る気密端子４０が得られる。

【0050】

図５に示すセラミック基板３の第１開口部３ａ’の内部に環状部材５の一部が位置している他の実施形態に係る気密端子５０の製造方法について説明する。セラミック基板３の第１開口部３１ａの内部に環状部材５の一部が位置している気密端子５０を製造するには、環状部材５を載置するときに、環状部材５の下面を、セラミック基板３の表面から第１開口部３１ａ側に第１貫通孔３１の軸方向に距離Ｄの位置に位置させてから、環状部材５を固定する。このようにして、他の実施形態に係る気密端子５０が得られる。

【0051】

図６のように距離Ｗ１とＷ２が異なる気密端子６０は、次のようにして製造することができる。第１の製造方法として、セラミック基板３に環状部材５を載置し、導通部材４を挿入するときに、導通部材４と環状部材５の間の間隔が不均一となるようにする。その後、環状部材４と導通部材５をろう材６で固定する。

【0052】

つまり、第１の製造方法として、まず、金属スリーブ２を準備する。次いで、この金属スリーブ２の内周面にセラミック基板３を固定する。セラミック基板３に形成された第１貫通孔３１と、環状部材５に形成された第２貫通孔とが重なるように、セラミック基板３に環状部材５を載置する。次いで、第１貫通孔３ａおよび第２貫通孔に、導通部材４と環状部材５の間の間隔が不均一となるように導通部材４を挿入する。その後、環状部材４と導通部材５をろう材６で固定する。

【0053】

第２の製造方法として、ろう材６を固定する前に、軸方向を重力に対して１０～３０°傾斜させる。その後、傾斜した状態を保持しながら、加熱してろう材を溶融し、さらに冷却してろう材６を固化する。

【0054】

つまり、第２の製造方法として、まず、金属スリーブ２を準備する。次いで、この金属スリーブ２の内周面にセラミック基板３を固定する。セラミック基板３に形成された第１貫通孔３ａと、環状部材５に形成された第２貫通孔とが重なるように、セラミック基板３に環状部材５を載置する。次いで、第１貫通孔３ａおよび第２貫通孔に導通部材４を挿入する。ろう材６で固定する前に、環状部材５の軸方向が鉛直方向に対して１０～３０°傾斜するようにセラミック基板３を傾斜させる。その後、環状部材５およびセラミック基板３の傾斜した状態を保持しながら、ろう材６を加熱した後に冷却し、導通部材４および環状部材５とを固定する。このようにして、他の実施形態に係る気密端子６０が得られる。

【0055】

切断レベル差Ｒδｃ１の平均値を切断レベル差Ｒδｃ２の平均値よりも大きくするには、セラミック基板３の上面に、予め、研削あるいは研磨を施しておけばよい。

【0056】

一実施形態に係る気密端子１は、種々の装置において使用される。このような装置としては、例えば、真空ポンプや、プラズマ成膜装置、プラズマエッチング装置、プラズマアッシング装置等の、プラズマ処理装置などが挙げられる。

【符号の説明】

【0057】

１、４０、５０、６０ 気密端子
２ 金属スリーブ
３ セラミック基板
３１ 貫通孔
３１ａ 第１開口部
３１ｂ 第２開口部
３２ メタライズ層
４ 導通部材
５ 環状部材
６ ろう材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】