防放电结构体制造技术

在包括具有金属化部的陶瓷部件、与上述金属化部接触的金属部件和接合上述陶瓷部件与上述金属部件的钎料的防放电结构体中，形成利用含V(钒)并具有导电性的玻璃覆盖上述金属化部尖端的加厚部。此外，在具有金属化部的陶瓷部件、与上述金属化部接触的金属部件、以及利用钎料接合上述陶瓷部件与上述金属部件的防放电结构体的制造方法中，包括：将含有V并具有导电性的玻璃加热到玻璃化温度以上且小于结晶温度的工序；和形成覆盖上述金属化部的尖端的加厚部的工序。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及接合导体（金属）与绝缘体（陶瓷）的结构的防放电部件。
技术介绍
真空阀和半导体功率模块等为接合了提供导电性的金属与提供绝缘性的陶瓷的 结构体。在接合金属与陶瓷时一般使用焊料或钎料等。焊料或钎料由于对陶瓷的浸润性 差，因此对陶瓷的接合面施以金属化处理。通过金属化处理，可改善焊料或钎料的浸润性， 提高接合强度，但是在导体部负载了高电压时，金属化部尖端产生电场集中，成为放电的原 因。如果以遮蔽金属化部尖端的方式使导体部端部与陶瓷端部对齐并接合，则残留应力显 著增大，陶瓷容易发生破裂。因此，目前为了缓和金属化部尖端的电场集中，在与接合部离 开的位置上设置有缓和电场的机构。 作为缓和金属化部尖端的电场集中的方法，例如如专利文献1提出了利用导电性 橡胶覆盖的方法。 现有技术文献 专利文献1 :日本特开2001-167673号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题 然而，由于专利文献1的导电性橡胶与金属化部的紧贴（密接）性较差，所以存在 产生电场易于集中的部位、在该部位发生放电的问题。 本专利技术的目的在于缓和在金属化部的电场集中，防止放电。 用于解决问题的方案 为了实现上述目的，本专利技术提供的一种防放电结构体，其包括：具有金属化部的陶 瓷部件；与上述金属化部接触的金属部件；和接合上述陶瓷部件和上述金属部件的钎料， 上述防放电结构体的特征在于：形成有由含钒并具有导电性的玻璃覆盖上述金属化部的尖 端而成的加厚部。 此外，本专利技术提供的一种防放电结构体的制造方法，该防放电结构体包括具有金 属化部的陶瓷部件和与上述金属化部接触的金属部件，并由钎料将上述陶瓷部件和上述金 属部件接合，上述防放电结构体的制造方法的特征在于，包括：将含有钒并具有导电性的玻 璃加热至玻璃化温度以上且小于结晶温度的工序；和形成覆盖上述金属化部的尖端的加厚 部的工序。 专利技术效果 根据本专利技术，能够缓和在金属化部的电场集中，防止放电。【附图说明】 图1是在真空断路器的陶瓷筒与金属端板的接合部利用玻璃加厚的整体图。 图2是加厚部分的放大截面图。图3是半导体模块的示意图。图4是表示实施例2的真空绝缘开关设备的结构的图。图5是表示实施例3的真空绝缘开关设备的结构的图。 附图记号说明 1......端板 2……玻璃（加厚部） 3......A1203筒（陶瓷筒） 4......模具 5......金属化部 6......钎料 8......散热基板 9……金属化层 10......钎料 11......导体 12......玻璃 13,25......真空绝缘开关设备 14,26......开关单元 15......母线 16......负载电缆 17……仪表室 18,27,28......真空开关 19......接地开关 20......接合部 21……接合部 22......操作机构 23......操作机构 24......电流互感器【具体实施方式】 金属化部尖端为金属化部的端部尖锐（突起）的部分，由导体的金属、绝缘体的陶 瓷、接合介质的焊料或钎料等构成。为了缓和金属化部尖端的电场集中，可靠地防止放电， 改善覆盖金属化部尖端的导体的贴紧性并简化其构造和形状。 在本专利技术中，用于缓和电场的导体使用含V(钒）的导电性玻璃。含V的玻璃（以 下称为V玻璃）由于与金属或金属氧化物的浸润性高、贴紧性良好，因此即使不进行金属化 也能够与A1203等陶瓷接合。因此，与以往的导电性或绝缘性橡胶相比具有极高的贴紧性。 此外，由于V玻璃的熔点比金属低，所以与利用金属加厚金属化部尖端相比，能够在更低温 度下施工，能够防止陶瓷因热应力而破裂。 V主要为氧化物，例如为V205 (五氧化二钒）。玻璃例如至少含有V205、Ag20 (氧化 银（I))和Te02 (二氧化碲）作为主要成分，如果使得通过按氧化物换算V205、Ag20和Te02 的合计含有率为75质量％以上，则能够获得软化点为320°C的玻璃，因此能够进一步低温 施工，故在这一方面优选。 软化点是指在数Pa的外力下能够变形的温度，位于通过差热分析而得到的玻璃 化温度与结晶温度之间。由于玻璃能够通过温度大范围地控制粘度，如果在玻璃化温度与 结晶温度之间的温度范围内，则能够防止玻璃落下等。因此，与如Pb(铅）这样的低熔点但 粘度低的金属相比，容易加厚成期望的形状。玻璃覆盖金属化部的尖端，平滑地形成表面， 使电场不集中。 这样，通过使玻璃含有70~95体积％的导电性金属颗粒，能够进一步提高导体的 导电性。作为金属颗粒，例如优选为银、银合金例如Ag-Cu合金）、铝、铝合金（例如Al-Cu 合金、Al-Si合金）、铜或铜合金（例如Cu-Ag合金、Cu-Al合金）。此外，在考虑到成本的情 况下，使用铁类或不锈钢（Fe-Cr合金、Fe-Cr-Ni合金）的金属颗粒也是有效的。特别地， 在本专利技术的结构体由于施加了交流高压，从导电性和成本方面考虑，期望为A1或奥氏体类 不锈钢等。 例如真空阀或功率模块由绝缘树脂进行模制（mold)的情况较多。加厚材与被加 厚材的界面必须承受被模制（模塑）的树脂的凝固、收缩时产生的应力，所需的附着力为大 致1~3MPa左右。V玻璃由于相对于作为对象的被加厚材具有5MPa以上的贴紧力，也不需 要设置电场缓和环等，因此能够简化结构。 图1表示在真空断路器的A1203筒与端板的接合部利用玻璃加厚的整体图。将两 个金属制端板1接合在A1203筒2的上下。端板1与A1 203筒2的接合面被金属化处理，存 在金属化部5。在由端板1的侧面与金属化部5夹着的部分加厚（堆焊）玻璃2。特别地， 以覆盖金属化部5的尖端的方式覆盖玻璃2。 玻璃的加厚方法为，将加厚材（玻璃2)预先临时烧制成环状，放置在被加热的模 具4中，通过对被加厚材（端板1、A1203筒2)进行加压成形，能够制作该结构体。图1表示 加压之后。模具4的加压面形成为没有尖锐部分的曲面。如果预先将模具4加热到玻璃的 软化点附近，则能够易于对玻璃2进行加压，能够不落下地成形为期望的形状。此时，根据 玻璃的种类在模具涂敷脱模剂也是有效的。玻璃通过使用V类玻璃，例如即使加厚材附着 在模具上，也能够通过水或酸等药品简单地除去。 图2是表示加厚部分的放大截面图。在被加厚部分的金属化部5尖端附着有接 合端板1和A1203筒2的接合介质。在真空阀的情况下，作为接合介质多采用Ag-Cu类 或Cu-Mn-Ni类的钎料，因此要求对于这些接合介质的贴紧性。V玻璃对这些Ag-Cu类或 Cu-Mn-Ni类钎料、端板材质多采用的Cu、作为陶瓷筒材质多采用的A1203、作为金属化层采 用的Mo-Mn表现出优良的贴紧性，因此为优选的加厚材。加厚部2以从端板1侧面的某个 位置开始形成向下弯曲的弧的方式覆盖钎料6,以不露出钎料接触的金属化部尖端（前端） 的方式形成。即，加厚部的露出面形成为曲面。 此外，在作为对象的接合体为如真空阀那样处理高达数kV~数十kV的高电压的 制品的情况下，优选加厚厚度较厚。在真空阀的情况下，还取决于电力的容量，如果能够确 保奥氏体不锈钢等级的lX106S/m或其1/10左右的lX105S/m的导电率，则能够通过使加 厚厚度为1~1〇_左右，来抑制从金属化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种防放电结构体，其包括：具有金属化部的陶瓷部件；与所述金属化部接触的金属部件；和接合所述陶瓷部件和所述金属部件的钎料，所述防放电结构体的特征在于：形成有由含钒并具有导电性的玻璃覆盖所述金属化部的尖端而成的加厚部。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：田口真实，内藤孝，梶原悟，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：日本;JP