JP2000178079A - ロウ材 - Google Patents
ロウ材Info
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- JP2000178079A JP2000178079A JP10361443A JP36144398A JP2000178079A JP 2000178079 A JP2000178079 A JP 2000178079A JP 10361443 A JP10361443 A JP 10361443A JP 36144398 A JP36144398 A JP 36144398A JP 2000178079 A JP2000178079 A JP 2000178079A
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- Japan
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- ceramic
- brazing filler
- filler metal
- metal
- ceramic body
- Prior art date
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【課題】セラミック体に金属体を接合させる際、セラミ
ック体に下地のメタライズ金属層が必要である。また下
地のメタライズ金属層は酸化物系のセラミック体にしか
被着せず、セラミック体と金属体との接合においてセラ
ミック体の材質に大きな制約がある。 【解決手段】金が９３乃至９９重量％と、バナジウムが
１乃至７重量％とからなるロウ材。
ック体に下地のメタライズ金属層が必要である。また下
地のメタライズ金属層は酸化物系のセラミック体にしか
被着せず、セラミック体と金属体との接合においてセラ
ミック体の材質に大きな制約がある。 【解決手段】金が９３乃至９９重量％と、バナジウムが
１乃至７重量％とからなるロウ材。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はセラミック体とセラ
ミック体、或いはセラミック体と金属体とを直接接合さ
せるためのロウ材に関するものである。
ミック体、或いはセラミック体と金属体とを直接接合さ
せるためのロウ材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、セラミック体とセラミック体、或
いはセラミック体と金属体との接合は、セラミック体の
表面に予めメタライズ金属層を被着させておき、該メタ
ライズ金属層同士を、或いはメタライズ金属層と金属体
とを銀ロウ等のロウ材を介し接合することによって行わ
れている。
いはセラミック体と金属体との接合は、セラミック体の
表面に予めメタライズ金属層を被着させておき、該メタ
ライズ金属層同士を、或いはメタライズ金属層と金属体
とを銀ロウ等のロウ材を介し接合することによって行わ
れている。
【０００３】かかるセラミック体に被着されるメタライ
ズ金属層は、一般にタングステンやモリブデンーマンガ
ン等の高融点金属粉末から成り、タングステンやモリブ
デンーマンガン等の高融点金属粉末に有機バインダーや
溶剤を添加混合して金属ペーストを作成し、これを生も
しくは焼結セラミック体表面に、スクリーン印刷法等の
厚膜手法により印刷塗布し、しかる後、これを還元雰囲
気中で焼成し高融点金属粉末とセラミック体とを焼結一
体化させることによってセラミック体の表面に被着され
る。
ズ金属層は、一般にタングステンやモリブデンーマンガ
ン等の高融点金属粉末から成り、タングステンやモリブ
デンーマンガン等の高融点金属粉末に有機バインダーや
溶剤を添加混合して金属ペーストを作成し、これを生も
しくは焼結セラミック体表面に、スクリーン印刷法等の
厚膜手法により印刷塗布し、しかる後、これを還元雰囲
気中で焼成し高融点金属粉末とセラミック体とを焼結一
体化させることによってセラミック体の表面に被着され
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来のセラミック体とセラミック体、あるいはセラミック
体と金属体との接合はセラミック体表面に予めメタライ
ズ金属層を被着させておかなければならず、メタライズ
金属層を被着するための複雑な工程が必要で，最終製品
を高コストとする欠点を有していた。
来のセラミック体とセラミック体、あるいはセラミック
体と金属体との接合はセラミック体表面に予めメタライ
ズ金属層を被着させておかなければならず、メタライズ
金属層を被着するための複雑な工程が必要で，最終製品
を高コストとする欠点を有していた。
【０００５】また、前記タングステンやモリブデンーマ
ンガン等を使用したメタライズ金属層は酸化アルミニウ
ムに代表される酸化物系セラミックにしか被着せず、セ
ラミック体とセラミック体、あるいはセラミック体と金
属体との接合において，セラミック体側の材質に大きな
制約を受けるという欠点も有していた。
ンガン等を使用したメタライズ金属層は酸化アルミニウ
ムに代表される酸化物系セラミックにしか被着せず、セ
ラミック体とセラミック体、あるいはセラミック体と金
属体との接合において，セラミック体側の材質に大きな
制約を受けるという欠点も有していた。
【０００６】本発明者は上記欠点に鑑み種々の実験の結
果、バナジウム（Ｖ）をセラミック体に接触させて熱を
印加するとバナジウム（Ｖ）があらゆるセラミックに対
し活性をしめしセラミック体に強固に接合することを知
見した。
果、バナジウム（Ｖ）をセラミック体に接触させて熱を
印加するとバナジウム（Ｖ）があらゆるセラミックに対
し活性をしめしセラミック体に強固に接合することを知
見した。
【０００７】本発明は上記知見に基づき酸化物系、炭化
物系、窒化物系のすべてのセラミックから成るセラミッ
ク体同士あるいはセラミック体と金属体とをメタライズ
金属層を不要として直接接合することができる新規なロ
ウ材を提供すことにある。
物系、窒化物系のすべてのセラミックから成るセラミッ
ク体同士あるいはセラミック体と金属体とをメタライズ
金属層を不要として直接接合することができる新規なロ
ウ材を提供すことにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、セラミック体
同士またはセラミック体と金属体とを直接接合するため
のロウ材であって、金（Ａｕ）が９３乃至９９重量％
と、バナジウム（Ｖ）が１乃至７重量％とからなること
を特徴とするものである。
同士またはセラミック体と金属体とを直接接合するため
のロウ材であって、金（Ａｕ）が９３乃至９９重量％
と、バナジウム（Ｖ）が１乃至７重量％とからなること
を特徴とするものである。
【０００９】本発明のロウ材の一成分として使用される
バナジウム（Ｖ）はセラミック体とロウ材とを直接接合
させる作用をなし、セラミック体の表面にロウ材を載置
させるとともに約７００℃の熱を印加すればロウ材中の
バナジウム（Ｖ）がセラミック体の表面と反応して、例
えば、セラミック体が窒化物系セラミックからなる場合
にはＶＮｘ（ｘ＝不定）から成る反応層を、またセラミ
ック体が炭化物系セラミックからなる場合にはＶＣｘ
（ｘ＝不定）から成る反応層を、更にセラミック体が酸
化物系セラミックからなる場合にはＶＯｘ（ｘ＝不定）
から成る反応層を形成し、該形成された反応層によって
ロウ材がセラミック体表面に接合される。
バナジウム（Ｖ）はセラミック体とロウ材とを直接接合
させる作用をなし、セラミック体の表面にロウ材を載置
させるとともに約７００℃の熱を印加すればロウ材中の
バナジウム（Ｖ）がセラミック体の表面と反応して、例
えば、セラミック体が窒化物系セラミックからなる場合
にはＶＮｘ（ｘ＝不定）から成る反応層を、またセラミ
ック体が炭化物系セラミックからなる場合にはＶＣｘ
（ｘ＝不定）から成る反応層を、更にセラミック体が酸
化物系セラミックからなる場合にはＶＯｘ（ｘ＝不定）
から成る反応層を形成し、該形成された反応層によって
ロウ材がセラミック体表面に接合される。
【００１０】前記バナジウム（Ｖ）は窒化物系セラミッ
ク、炭化物系セラミック、酸化物系セラミックのいずれ
とも反応層を形成することから、かかるバナジウム
（Ｖ）を一成分として使用した本発明のロウ材は窒化物
系セラミック、炭化物系セラミック、酸化物系セラミッ
クのいずれにも接合することが可能となる。
ク、炭化物系セラミック、酸化物系セラミックのいずれ
とも反応層を形成することから、かかるバナジウム
（Ｖ）を一成分として使用した本発明のロウ材は窒化物
系セラミック、炭化物系セラミック、酸化物系セラミッ
クのいずれにも接合することが可能となる。
【００１１】また前記ロウ材に使用される金（Ａｕ）は
溶融してセラミック体同士を接合させる場合には、各々
のセラミック体の表面に形成された反応層を互いに接合
させる作用をなし、またセラミック体と金属体とを接合
させる場合には、セラミック体の表面に形成された反応
層と金属体の表面とを接合させる作用をなす。
溶融してセラミック体同士を接合させる場合には、各々
のセラミック体の表面に形成された反応層を互いに接合
させる作用をなし、またセラミック体と金属体とを接合
させる場合には、セラミック体の表面に形成された反応
層と金属体の表面とを接合させる作用をなす。
【００１２】なお、前記ロウ材はバナジウム（Ｖ）の量
が１重量％未満、金（Ａｕ）の量が９９重量％を超える
とセラミック体との反応で形成される反応層の絶対量が
少なくなってロウ材をセラミック体表面に強固に接合さ
せることができず、またバナジウム（Ｖ）の量が７重量
％を超え、金（Ａｕ）の量が９３重量％未満となると金
中にバナジウム（Ｖ）が多量に入り込み、ロウ材の耐酸
化性が大きく劣化してしまう。従って、前記ロウ材はバ
ナジウム（Ｖ）の量が１重量％乃至７重量％の範囲に、
金（Ａｕ）の量が９３重量％乃至９９重量％の範囲に特
定される。
が１重量％未満、金（Ａｕ）の量が９９重量％を超える
とセラミック体との反応で形成される反応層の絶対量が
少なくなってロウ材をセラミック体表面に強固に接合さ
せることができず、またバナジウム（Ｖ）の量が７重量
％を超え、金（Ａｕ）の量が９３重量％未満となると金
中にバナジウム（Ｖ）が多量に入り込み、ロウ材の耐酸
化性が大きく劣化してしまう。従って、前記ロウ材はバ
ナジウム（Ｖ）の量が１重量％乃至７重量％の範囲に、
金（Ａｕ）の量が９３重量％乃至９９重量％の範囲に特
定される。
【００１３】（実験例）次に本発明の作用効果を実験例
に基づき説明する。まずバナジウム（Ｖ）及び金（Ａ
ｕ）を表１に示す重量％となるように秤量するととも
に、これに有機溶剤、溶媒を添加混合しペースト状にし
てロウ材試料を得る。
に基づき説明する。まずバナジウム（Ｖ）及び金（Ａ
ｕ）を表１に示す重量％となるように秤量するととも
に、これに有機溶剤、溶媒を添加混合しペースト状にし
てロウ材試料を得る。
【００１４】次にこのロウ材試料を酸化アルミニウム質
焼結体（Ａｌ2 Ｏ3 ）、窒化アルミニウム質焼結体（Ａ
ｌＮ）、炭化珪素質焼結体（ＳｉＣ）から成る直径６ｍ
ｍ、厚さ３ｍｍのセラミック体の上下面に、厚さ３０μ
ｍに印刷塗布し、しかる後、印刷塗布したペースト上に
直径６ｍｍ、長さ３ｃｍの鉄ーニッケルーコバルト合金
からなる金属体を配するとともに真空炉中（真空度：１
０-6Torr以下) 、１０３０℃の温度で焼成し、セラミッ
ク体の上下両面に金属体を接合する。
焼結体（Ａｌ2 Ｏ3 ）、窒化アルミニウム質焼結体（Ａ
ｌＮ）、炭化珪素質焼結体（ＳｉＣ）から成る直径６ｍ
ｍ、厚さ３ｍｍのセラミック体の上下面に、厚さ３０μ
ｍに印刷塗布し、しかる後、印刷塗布したペースト上に
直径６ｍｍ、長さ３ｃｍの鉄ーニッケルーコバルト合金
からなる金属体を配するとともに真空炉中（真空度：１
０-6Torr以下) 、１０３０℃の温度で焼成し、セラミッ
ク体の上下両面に金属体を接合する。
【００１５】そして次に金属体を垂直方向に引っ張り、
金属体の一方がセラミック体より剥がれた時の引っ張り
力を求め、これを基に単位面積当たりの接合強度を調べ
た。
金属体の一方がセラミック体より剥がれた時の引っ張り
力を求め、これを基に単位面積当たりの接合強度を調べ
た。
【００１６】また同時にこれを８６０℃の温度で大気
中、５００時間保持し、しかる後、ロウ材試料表面を２
０倍の顕微鏡で観察し、ロウ材の表面に酸化物が形成れ
ているか否かを調べた。
中、５００時間保持し、しかる後、ロウ材試料表面を２
０倍の顕微鏡で観察し、ロウ材の表面に酸化物が形成れ
ているか否かを調べた。
【００１７】なお、前記ロウ材試料を使用したペースト
は粒径が１０μｍ〜３０μｍのバナジウム、金に有機溶
剤、溶媒を添加した後、混練機で１０時間混練して作成
した。
は粒径が１０μｍ〜３０μｍのバナジウム、金に有機溶
剤、溶媒を添加した後、混練機で１０時間混練して作成
した。
【００１８】また接合強度は各試料につき２０個を調
べ、その平均値を接合強度とした。更に酸化物の形成に
ついては各試料につき５個を調べ、ロウ材試料の全表面
積に対し１０％を超える面積で酸化物が形成されている
ものを不良品として判断した。更に試料番号１７は本発
明品と比較するための比較試料であり、セラミック体表
面に従来一般に使用されている銀ロウ材（銀：７２重量
％、銅：２８重量％）を使用して金属体をロウ付けした
ものである。上記の結果を下表に示す。
べ、その平均値を接合強度とした。更に酸化物の形成に
ついては各試料につき５個を調べ、ロウ材試料の全表面
積に対し１０％を超える面積で酸化物が形成されている
ものを不良品として判断した。更に試料番号１７は本発
明品と比較するための比較試料であり、セラミック体表
面に従来一般に使用されている銀ロウ材（銀：７２重量
％、銅：２８重量％）を使用して金属体をロウ付けした
ものである。上記の結果を下表に示す。
【００１９】
【表１】
【００２０】上記実験結果からも判るように従来の銀ロ
ウはセラミック体には直接接合しないものであるのに対
し、本発明のロウ材は酸化物系セラミック、窒化物系セ
ラミック、炭化物系セラミックのいずれにも強固に接合
する。
ウはセラミック体には直接接合しないものであるのに対
し、本発明のロウ材は酸化物系セラミック、窒化物系セ
ラミック、炭化物系セラミックのいずれにも強固に接合
する。
【００２１】特にバナジウムを１〜７重量％、金を９３
〜９９重量％の範囲としたロウ材は全ての材質のセラミ
ック体に金属体を４ｋｇｆ／ｍｍ2 以上の強い接合力で
接合させることが可能となる。
〜９９重量％の範囲としたロウ材は全ての材質のセラミ
ック体に金属体を４ｋｇｆ／ｍｍ2 以上の強い接合力で
接合させることが可能となる。
【００２２】また本発明のロウ材は表面に酸化物が形成
されることはなく、外観不良等を発生することもない。
されることはなく、外観不良等を発生することもない。
【００２３】
【発明の効果】本発明のロウ材は、金が９３乃至９９重
量％と、バナジウムが１乃至７重量％から成り、内部に
バナジウムを含有していることから酸化物系性、窒化物
系セラミック、炭化物系セラミックのいずれにも金属体
を下地のメタライズ金属層を不要として直接、強固に接
合させることができる。
量％と、バナジウムが１乃至７重量％から成り、内部に
バナジウムを含有していることから酸化物系性、窒化物
系セラミック、炭化物系セラミックのいずれにも金属体
を下地のメタライズ金属層を不要として直接、強固に接
合させることができる。
Claims (1)
- 【請求項１】金が９３乃至９９重量％、バナジウムが１
乃至７重量％からなり、セラミック体同士またはセラミ
ック体と金属体とを直接接合するロウ材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10361443A JP2000178079A (ja) | 1998-12-18 | 1998-12-18 | ロウ材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10361443A JP2000178079A (ja) | 1998-12-18 | 1998-12-18 | ロウ材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000178079A true JP2000178079A (ja) | 2000-06-27 |
Family
ID=18473607
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10361443A Pending JP2000178079A (ja) | 1998-12-18 | 1998-12-18 | ロウ材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000178079A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6757963B2 (en) | 2002-01-23 | 2004-07-06 | Mcgraw-Edison Company | Method of joining components using a silver-based composition |
| JP2005213073A (ja) * | 2004-01-28 | 2005-08-11 | Kyocera Corp | 活性金属を含むロウ材を用いた接合体及びその製造方法 |
| JP2007512034A (ja) * | 2003-08-29 | 2007-05-17 | ウイスコンシン アラムナイ リサーチ フオンデーシヨン | 発散ビームスキャナのための画像再構成方法 |
| US7947933B2 (en) | 2003-11-25 | 2011-05-24 | Kyocera Corporation | Ceramic heater and method for manufacture thereof |
-
1998
- 1998-12-18 JP JP10361443A patent/JP2000178079A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6757963B2 (en) | 2002-01-23 | 2004-07-06 | Mcgraw-Edison Company | Method of joining components using a silver-based composition |
| JP2007512034A (ja) * | 2003-08-29 | 2007-05-17 | ウイスコンシン アラムナイ リサーチ フオンデーシヨン | 発散ビームスキャナのための画像再構成方法 |
| US7947933B2 (en) | 2003-11-25 | 2011-05-24 | Kyocera Corporation | Ceramic heater and method for manufacture thereof |
| JP2005213073A (ja) * | 2004-01-28 | 2005-08-11 | Kyocera Corp | 活性金属を含むロウ材を用いた接合体及びその製造方法 |
| JP4562400B2 (ja) * | 2004-01-28 | 2010-10-13 | 京セラ株式会社 | 活性金属を含むロウ材を用いた接合体及びその製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050524 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050531 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20051227 |