JP2631309B2 - 金属−セラミックスの接合方法 - Google Patents
金属−セラミックスの接合方法Info
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- JP2631309B2 JP2631309B2 JP63242998A JP24299888A JP2631309B2 JP 2631309 B2 JP2631309 B2 JP 2631309B2 JP 63242998 A JP63242998 A JP 63242998A JP 24299888 A JP24299888 A JP 24299888A JP 2631309 B2 JP2631309 B2 JP 2631309B2
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- ceramic
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、金属とセラミックスの接合時に発生する
応力を緩和し、接合部に耐食性を必要とする接合方法に
関するものである。
応力を緩和し、接合部に耐食性を必要とする接合方法に
関するものである。
耐食性の悪い応力緩和材料を耐食性の良い接合材料で
完全に覆い耐食性を確保し、セラミックスと接合しない
接合材料により応力緩和材料と被接合材料である金属と
を接合することにより、被接合材料であるセラミックス
と金属の間に生じる応力を応力緩和材料だけで行う様に
した。
完全に覆い耐食性を確保し、セラミックスと接合しない
接合材料により応力緩和材料と被接合材料である金属と
を接合することにより、被接合材料であるセラミックス
と金属の間に生じる応力を応力緩和材料だけで行う様に
した。
従来、応力緩和材料を用いた接合は、第２図（ａ）に
示す様に、被接合材料であるセラミックス２と金属６と
の間に、応力緩和材料３とそれを覆う様にセラミックス
と接合できる接合材料４を配置し、加熱接合していた。
示す様に、被接合材料であるセラミックス２と金属６と
の間に、応力緩和材料３とそれを覆う様にセラミックス
と接合できる接合材料４を配置し、加熱接合していた。
従来の方法であると、第２図（ａ）に示す様にセラミ
ックス２と金属６との間に応力緩和材３が接合材料４と
ともに配置され、接合時に第２図（ｂ）に示す様に、セ
ラミックス２と接合できる接合材料４が溶融したとき
に、応力緩和材料３が露呈７し、耐食性が十分に保てな
いという欠点を有していた。又、セラミックス２と接合
できる接合材料４がブリッジ８を形成し、被接合材料で
ある金属６からセラミックス２へ直接応力がつたわり、
その部分のセラミックス２に亀裂が生じるという欠点を
有していた。そこで本発明は、従来のこの様な欠点を解
決するため、耐食性を完全に確保したセラミックスに亀
裂の生じない接合方法を提供することを目的としてい
る。
ックス２と金属６との間に応力緩和材３が接合材料４と
ともに配置され、接合時に第２図（ｂ）に示す様に、セ
ラミックス２と接合できる接合材料４が溶融したとき
に、応力緩和材料３が露呈７し、耐食性が十分に保てな
いという欠点を有していた。又、セラミックス２と接合
できる接合材料４がブリッジ８を形成し、被接合材料で
ある金属６からセラミックス２へ直接応力がつたわり、
その部分のセラミックス２に亀裂が生じるという欠点を
有していた。そこで本発明は、従来のこの様な欠点を解
決するため、耐食性を完全に確保したセラミックスに亀
裂の生じない接合方法を提供することを目的としてい
る。
上記問題点を解決するため、この発明は、被接合材料
であるセラミックスに凹部，凸部を設け、凹部内，凸部
面にセラミックスと接合できる接合材料により応力緩和
材料を接合し、その応力緩和材料と被接合材料である金
属とをセラミックスと接合しない接合材料により接合す
る様にした。
であるセラミックスに凹部，凸部を設け、凹部内，凸部
面にセラミックスと接合できる接合材料により応力緩和
材料を接合し、その応力緩和材料と被接合材料である金
属とをセラミックスと接合しない接合材料により接合す
る様にした。
被接合材料であるセラミックスに凹部，凸部を設ける
ことにより、セラミックスと接合できる接合材料により
応力緩和材料を完全に覆い耐食性が確保でき、応力緩和
材料と被接合材料である金属の接合をセラミックスと接
合しない接合材料を用いて行うことにより、接合材料が
セラミックスと金属の間にブリッジを形成することを迎
え、金属からセラミックスへ応力が伝わらず、セラミッ
クスの亀裂が生じない接合が得られる。
ことにより、セラミックスと接合できる接合材料により
応力緩和材料を完全に覆い耐食性が確保でき、応力緩和
材料と被接合材料である金属の接合をセラミックスと接
合しない接合材料を用いて行うことにより、接合材料が
セラミックスと金属の間にブリッジを形成することを迎
え、金属からセラミックスへ応力が伝わらず、セラミッ
クスの亀裂が生じない接合が得られる。
以下に本発明を実施例に基づき説明する。
〔実施例１〕 第１図は、本発明の接合方法の第１実施例を示す断面
図である。セラミックス２には、凹部１を設け接合部と
し、その内部に収まる様に応力緩和材料（例えば、銅，
ニッケル）３が配置され、セラミックス凹部１と応力緩
和材料３の間隙にセラミックス２と接合される接合材料
（チタン等の活性金属を含む金ろう材）４を配置し加熱
することにより、接合材料４は毛管現象により応力緩和
材料３を包む様に広がり、応力緩和材料３とセラミック
ス２が接合される。次に、セラミックス２と接合しない
接合材料（チタン等の活性金属を含まない金ろう材）５
により、金属６と応力緩和材料３を接合する。
図である。セラミックス２には、凹部１を設け接合部と
し、その内部に収まる様に応力緩和材料（例えば、銅，
ニッケル）３が配置され、セラミックス凹部１と応力緩
和材料３の間隙にセラミックス２と接合される接合材料
（チタン等の活性金属を含む金ろう材）４を配置し加熱
することにより、接合材料４は毛管現象により応力緩和
材料３を包む様に広がり、応力緩和材料３とセラミック
ス２が接合される。次に、セラミックス２と接合しない
接合材料（チタン等の活性金属を含まない金ろう材）５
により、金属６と応力緩和材料３を接合する。
この第１実施例によれば、応力緩和材料３の耐食性が
悪くても耐食性の良い接合材料４と接合材料５により完
全に覆われるため耐食性の良い接合部が得られる。又、
金属６との接合には接合材料５を用いているため金属６
はセラミックス２が直接に接合材料５により継ることは
なく、金属６とセラミックス２の熱膨張係数の差により
生じる応力がセラミックス２に伝わることがなく割れが
生じることもなく、信頼性の高い接合部が得られた。
悪くても耐食性の良い接合材料４と接合材料５により完
全に覆われるため耐食性の良い接合部が得られる。又、
金属６との接合には接合材料５を用いているため金属６
はセラミックス２が直接に接合材料５により継ることは
なく、金属６とセラミックス２の熱膨張係数の差により
生じる応力がセラミックス２に伝わることがなく割れが
生じることもなく、信頼性の高い接合部が得られた。
〔実施例２〕 第３図は、本発明の接合方法の第２実施例を示す断面
図である。セラミックス２に凸部９が、又、金属６に凹
部10が設けられ接合部を形成し、その凸面部に応力緩和
材料（例えば銅，ニッケル）３がセラミックス２と接合
される接合材料（チタン等の活性金属を含む金ろう材）
４を介して接合される。次に、セラミックス２と接合し
ない接合材料（チタン等の活性金属を含まない金ろう
材）５により、凹部10を有した金属６の凹部底面10と応
力緩和材料３を接合する。この第２実施例によれば、第
１実施例と同様に応力緩和材料３の耐食性が悪くても、
耐食性の良い接合材料４と接合材料５により完全に覆わ
れるため耐食性の良い接合部が得られる。又、金属６と
の接合には、接合材料５を用いているため、金属６とセ
ラミックス２が直接に接合材料５により継ることはな
く、金属６とセラミックス２の熱膨張係数の差により生
じる応力がセラミックスに伝わることもなく割れが生じ
ることもなく、信頼性の高い接合部が得られた。
図である。セラミックス２に凸部９が、又、金属６に凹
部10が設けられ接合部を形成し、その凸面部に応力緩和
材料（例えば銅，ニッケル）３がセラミックス２と接合
される接合材料（チタン等の活性金属を含む金ろう材）
４を介して接合される。次に、セラミックス２と接合し
ない接合材料（チタン等の活性金属を含まない金ろう
材）５により、凹部10を有した金属６の凹部底面10と応
力緩和材料３を接合する。この第２実施例によれば、第
１実施例と同様に応力緩和材料３の耐食性が悪くても、
耐食性の良い接合材料４と接合材料５により完全に覆わ
れるため耐食性の良い接合部が得られる。又、金属６と
の接合には、接合材料５を用いているため、金属６とセ
ラミックス２が直接に接合材料５により継ることはな
く、金属６とセラミックス２の熱膨張係数の差により生
じる応力がセラミックスに伝わることもなく割れが生じ
ることもなく、信頼性の高い接合部が得られた。
〔実施例３〕 第４図は、本発明の接合方法の第３実施例を示す断面
図である。セラミックス２に凹部11が、金属６に凹部12
が設けられ接合部を形成し、その凹部11に応力緩和材料
（例えば銅，ニッケル）３が、セラミックス２と接合さ
れる接合材料（チタン等の活性金属を含む金ろう材）４
を介して接合される。次に、セラミックス２と接合しな
い接合材料（チタン等の活性金属を含まない金ろう材）
５により、金属６と応力緩和材３とを凹部12で接合す
る。
図である。セラミックス２に凹部11が、金属６に凹部12
が設けられ接合部を形成し、その凹部11に応力緩和材料
（例えば銅，ニッケル）３が、セラミックス２と接合さ
れる接合材料（チタン等の活性金属を含む金ろう材）４
を介して接合される。次に、セラミックス２と接合しな
い接合材料（チタン等の活性金属を含まない金ろう材）
５により、金属６と応力緩和材３とを凹部12で接合す
る。
この第３実施例によれば、応力緩和材３の耐食性が悪
くとも、接合材料4,5により応力緩和材３が完全に覆わ
れた構造となり、接合材料4,5は耐食性が良い為、結果
として耐食性の良好な接合部が得られる。又、金属６と
応力緩和材３との接合に、チタン等の活性金属を含まな
い金ろう材を接合材料５として用いる事から、この接合
材料５は、セラミックス２と継ることはなく、金属６と
セラミックス２の熱膨張係数の差による応力がセラミッ
クス２に伝わることもなく、割れが発生せず信頼性の高
い接合部が得られた。
くとも、接合材料4,5により応力緩和材３が完全に覆わ
れた構造となり、接合材料4,5は耐食性が良い為、結果
として耐食性の良好な接合部が得られる。又、金属６と
応力緩和材３との接合に、チタン等の活性金属を含まな
い金ろう材を接合材料５として用いる事から、この接合
材料５は、セラミックス２と継ることはなく、金属６と
セラミックス２の熱膨張係数の差による応力がセラミッ
クス２に伝わることもなく、割れが発生せず信頼性の高
い接合部が得られた。
ここで、いずれの実施例おいても接合材料５の接合温
度が接合材料４の接合温度より低い方が、耐食性が良
く、接合強度が高く、割れの発生も少なかった。その温
度差による接合部各特性を示すのが表−1,表−２であ
る。これらから、温度差としては50℃以上あることが望
ましい。又、表−３に従来方法の接合部特性を示すが、
本発明による接合部の方が明らかに良い品質を有してい
ることが判る。
度が接合材料４の接合温度より低い方が、耐食性が良
く、接合強度が高く、割れの発生も少なかった。その温
度差による接合部各特性を示すのが表−1,表−２であ
る。これらから、温度差としては50℃以上あることが望
ましい。又、表−３に従来方法の接合部特性を示すが、
本発明による接合部の方が明らかに良い品質を有してい
ることが判る。
〔発明の効果〕 以上説明した様に、この発明によると、従来方法に比
較し、格段に信頼性の高い金属とセラミックスの接合が
得られるという効果を有している。
較し、格段に信頼性の高い金属とセラミックスの接合が
得られるという効果を有している。
第１図は、本発明の接合方法の第１実施例を示す断面
図、第２図（ａ），（ｂ）は、従来の接合方法を示す工
程断面図、第３図は、本発明の接合方法の第２実施例を
示す断面図、第４図は、本発明の接合方法の第３実施例
を示す断面図である。 １……セラミックスに形成した凹部 ２……セラミックス ３……応力緩和材料 ４……セラミックスと接合される接合材料 ５……セラミックスと接合しない接合材料 ６……金属 ７……応力緩和材料の露呈部 ８……ブリッジ ９……セラミックスに形成した凸部 10……金属に形成した凹部底面
図、第２図（ａ），（ｂ）は、従来の接合方法を示す工
程断面図、第３図は、本発明の接合方法の第２実施例を
示す断面図、第４図は、本発明の接合方法の第３実施例
を示す断面図である。 １……セラミックスに形成した凹部 ２……セラミックス ３……応力緩和材料 ４……セラミックスと接合される接合材料 ５……セラミックスと接合しない接合材料 ６……金属 ７……応力緩和材料の露呈部 ８……ブリッジ ９……セラミックスに形成した凸部 10……金属に形成した凹部底面
Claims (1)
- 【請求項１】応力緩和材を用いて金属とセラミックスと
を接合する接合方法において、前記金属と前記セラミッ
クスの少なくとも一方に凹部を形成して前記応力緩和材
を収納する接合部とし、前記セラミックスと前記応力緩
和材とを前記接合部で、前記セラミックスと接合できる
接合材料で接合する工程と、前記金属と前記応力緩和材
とを前記接合部で、前記セラミックスと接合しない接合
材料で接合する工程とからなる金属−セラミックス接合
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63242998A JP2631309B2 (ja) | 1988-09-28 | 1988-09-28 | 金属−セラミックスの接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63242998A JP2631309B2 (ja) | 1988-09-28 | 1988-09-28 | 金属−セラミックスの接合方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0289632A JPH0289632A (ja) | 1990-03-29 |
| JP2631309B2 true JP2631309B2 (ja) | 1997-07-16 |
Family
ID=17097371
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63242998A Expired - Lifetime JP2631309B2 (ja) | 1988-09-28 | 1988-09-28 | 金属−セラミックスの接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2631309B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2520971B2 (ja) * | 1990-05-18 | 1996-07-31 | 住友電気工業株式会社 | ボンディングツ―ル |
-
1988
- 1988-09-28 JP JP63242998A patent/JP2631309B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0289632A (ja) | 1990-03-29 |
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Legal Events
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
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