JP2848867B2 - アルミナセラミックスと鉄・ニッケル系合金との接合体およびその接合方法 - Google Patents
アルミナセラミックスと鉄・ニッケル系合金との接合体およびその接合方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明はアルミナセラミックスと鉄・ニッケル系合金
との接合体およびその接合方法に係り、特に光電子増倍
管に好適に用いられる接合体およびその接合方法に関す
る。
との接合体およびその接合方法に係り、特に光電子増倍
管に好適に用いられる接合体およびその接合方法に関す
る。
「従来技術とその課題」 真空気密性および高絶縁性が要求される電気機器部
品、例えば光電子増倍管をアルミナセラミックスと金属
との接合体で構成する場合には、アルミナセラミックス
と鉄・ニッケル系合金との接合体を用いるのが一般的で
ある。これは、鉄・ニッケル系合金からアルミナセラミ
ックスと熱膨張係数の近似する合金が得られるためであ
り、アルミナセラミックスの熱応力破壊を避けることが
できるからである。
品、例えば光電子増倍管をアルミナセラミックスと金属
との接合体で構成する場合には、アルミナセラミックス
と鉄・ニッケル系合金との接合体を用いるのが一般的で
ある。これは、鉄・ニッケル系合金からアルミナセラミ
ックスと熱膨張係数の近似する合金が得られるためであ
り、アルミナセラミックスの熱応力破壊を避けることが
できるからである。
上記組合せによる接合体は、一般に“テレフンケン
法”と呼ばれる方法によって接合されている。この方法
は第２図に示すように、アルミナセラミックス基板１上
にMo−Mn混合粉末をペースト状にして一定厚さに塗布
し、加湿水素気流中で高温加熱してメタライズ層２を形
成すると共に、メタライズ層２の表面にNiメッキ層３を
形成し、さらにNiメッキ層３の上にろう材４を介して鉄
・ニッケル系合金基板５を載置して接合する方法であ
る。
法”と呼ばれる方法によって接合されている。この方法
は第２図に示すように、アルミナセラミックス基板１上
にMo−Mn混合粉末をペースト状にして一定厚さに塗布
し、加湿水素気流中で高温加熱してメタライズ層２を形
成すると共に、メタライズ層２の表面にNiメッキ層３を
形成し、さらにNiメッキ層３の上にろう材４を介して鉄
・ニッケル系合金基板５を載置して接合する方法であ
る。
しかしながら、上述のテレフンケン法によって接合体
を得るには、Mo−Mn混合粉末によって形成されるメタラ
イズ層２による接合機構に起因して以下に述べるような
不都合がある。
を得るには、Mo−Mn混合粉末によって形成されるメタラ
イズ層２による接合機構に起因して以下に述べるような
不都合がある。
メタライズ層２による接合機構を説明すると、加湿水
素気流中での高温加熱によりMoは金属状態を維持するも
のの、適当濃度の水分が供給されることにより酸素分圧
がコントロールされ、Mn表面が酸化されてMnOとなる。
そして、このMnOがアルミナセラミックス基板の主成分
であるAl2O3や、アルミナセラミックス中に不純物とし
て含まれるSiO2と反応してMnO−Al2O3−SiO2系の低融点
ガラスを形成し、これがMo−Mnの空隙を充填することに
より、アルミナセラミックス基板１と接合する。このよ
うに、上記メタライズ層２にはMo−Mn−MnO−Al2O3−Si
O2系の反応相が形成されることになる。
素気流中での高温加熱によりMoは金属状態を維持するも
のの、適当濃度の水分が供給されることにより酸素分圧
がコントロールされ、Mn表面が酸化されてMnOとなる。
そして、このMnOがアルミナセラミックス基板の主成分
であるAl2O3や、アルミナセラミックス中に不純物とし
て含まれるSiO2と反応してMnO−Al2O3−SiO2系の低融点
ガラスを形成し、これがMo−Mnの空隙を充填することに
より、アルミナセラミックス基板１と接合する。このよ
うに、上記メタライズ層２にはMo−Mn−MnO−Al2O3−Si
O2系の反応相が形成されることになる。
ところが、水素気流中に供給する水蒸気量は、酸素分
圧と関連して形成されるMnO−Al2O3−SiO2系ガラスの組
成に大きく影響するものであり、この水蒸気量によって
該ガラスの物性、例えば熱膨張係数などが大きく左右さ
れる。したがって、Mo−Mnメタル間に微小クラックが発
生して真空気密性が損なうことがないよう、水蒸気量を
厳密にコントロールする必要があることから、操作条件
やその制御等も煩雑となり、しかもこの接合方法ではア
ルミナセラミックスと合金との間にメタライズ層２、メ
ッキ層３、およびろう材４層を順次形成する多段プロセ
スであることから、コストの高い接合方法となってい
る。
圧と関連して形成されるMnO−Al2O3−SiO2系ガラスの組
成に大きく影響するものであり、この水蒸気量によって
該ガラスの物性、例えば熱膨張係数などが大きく左右さ
れる。したがって、Mo−Mnメタル間に微小クラックが発
生して真空気密性が損なうことがないよう、水蒸気量を
厳密にコントロールする必要があることから、操作条件
やその制御等も煩雑となり、しかもこの接合方法ではア
ルミナセラミックスと合金との間にメタライズ層２、メ
ッキ層３、およびろう材４層を順次形成する多段プロセ
スであることから、コストの高い接合方法となってい
る。
また、このような方法ではアルミナセラミックス中に
含まれる不純物としてのSiO2が接合に関与するため、純
度94〜96％のアルミナセラミックスが一般に使用され、
99.5％以上のAl2O3を含む高純度アルミナセラミックス
が使用できなかった。その結果、このような純度の低い
アルミナセラミックスを使用するために、高純度アルミ
ナセラミックスで得られる高絶縁特性が損なわれ、例え
ば光電子増倍管として用いる場合では高電圧に対して不
利となる。
含まれる不純物としてのSiO2が接合に関与するため、純
度94〜96％のアルミナセラミックスが一般に使用され、
99.5％以上のAl2O3を含む高純度アルミナセラミックス
が使用できなかった。その結果、このような純度の低い
アルミナセラミックスを使用するために、高純度アルミ
ナセラミックスで得られる高絶縁特性が損なわれ、例え
ば光電子増倍管として用いる場合では高電圧に対して不
利となる。
一方、上記テレフンケン法とは別に、チタンを数％含
む活性金属ろう材、例えばAg−Cu−TiまたはCu−Tiなど
の系を用いて接合する方法も知られている。この接合方
法ではAg−CuあるいはCuなどの軟質金属が共存すること
でアルミナセラミックスと鉄・ニッケル系合金の高温域
での熱膨張差（一般に500℃以上では鉄・ニッケル系合
金の熱膨張係数がアルミナセラミックスのそれより急激
に大きくなる）を緩和して、良好な接合体を得られるこ
とが知られている。
む活性金属ろう材、例えばAg−Cu−TiまたはCu−Tiなど
の系を用いて接合する方法も知られている。この接合方
法ではAg−CuあるいはCuなどの軟質金属が共存すること
でアルミナセラミックスと鉄・ニッケル系合金の高温域
での熱膨張差（一般に500℃以上では鉄・ニッケル系合
金の熱膨張係数がアルミナセラミックスのそれより急激
に大きくなる）を緩和して、良好な接合体を得られるこ
とが知られている。
しかしながら、最近では光電子増倍管の性能要求が厳
しくなっていることから、光電子増倍管として使用する
場合高温での使用に耐え得ることが必須となっていが、
上述のようにAg,Cuなどの軟質金属を多量に含む場合に
は耐高温性能が低下するといった不都合がある。
しくなっていることから、光電子増倍管として使用する
場合高温での使用に耐え得ることが必須となっていが、
上述のようにAg,Cuなどの軟質金属を多量に含む場合に
は耐高温性能が低下するといった不都合がある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、高温での使用においても十分な接合強
度および封着性能を保持し、電子管などとして使用する
場合にも真空気密性を十分に保持し、高純度のアルミナ
セラミックスに対しても、接合性が良好で、なおかつ耐
電圧に対しても優れた性能を保持し得る接合体を簡易な
手段で得る点にある。
とするところは、高温での使用においても十分な接合強
度および封着性能を保持し、電子管などとして使用する
場合にも真空気密性を十分に保持し、高純度のアルミナ
セラミックスに対しても、接合性が良好で、なおかつ耐
電圧に対しても優れた性能を保持し得る接合体を簡易な
手段で得る点にある。
「課題を解決するための手段」 本発明のアルミナセラミックスと鉄・ニッケル系合金
との接合体では、アルミナセラミックスと鉄・ニッケル
系合金との間に、アルミナセラミックスとの界面側より
高チタン含有の接合層、鉄・ニッケル・マンガン・チタ
ンを主成分とする第１の合金層、銀・マンガン・チタン
合金層、鉄・ニッケル・マンガン・チタンを主成分とす
る第２の合金層が順次形成され、かつ高チタン含有の接
合層の層厚が0.1〜５μｍ、鉄、ニッケル・マンガン・
チタンを主成分とする第１の合金層と銀・マンガン・チ
タン合金層と鉄・ニッケル・マンガン・チタンを主成分
とする第２の合金層との合計の層厚が１〜100μｍであ
る接合部を有したことを上記課題の解決手段とした。
との接合体では、アルミナセラミックスと鉄・ニッケル
系合金との間に、アルミナセラミックスとの界面側より
高チタン含有の接合層、鉄・ニッケル・マンガン・チタ
ンを主成分とする第１の合金層、銀・マンガン・チタン
合金層、鉄・ニッケル・マンガン・チタンを主成分とす
る第２の合金層が順次形成され、かつ高チタン含有の接
合層の層厚が0.1〜５μｍ、鉄、ニッケル・マンガン・
チタンを主成分とする第１の合金層と銀・マンガン・チ
タン合金層と鉄・ニッケル・マンガン・チタンを主成分
とする第２の合金層との合計の層厚が１〜100μｍであ
る接合部を有したことを上記課題の解決手段とした。
またアルミナセラミックスと鉄・ニッケル系合金との
接合方法では、アルミナセラミックス側にチタン薄膜ま
たはチタン薄板が、鉄・ニッケル系合金側に銀80〜95重
量％・マンガン５〜20重量％の合金粉末または混合粉
末、もしくは銀80〜95重量％、マンガン５〜20重量％の
合金薄板がそれぞれ配置されるようにして、アルミナセ
ラミックスと鉄・ニッケル系合金との間にチタン薄膜ま
たはチタン薄板と、上記銀・マンガンの合金粉末または
混合粉末、もしくはその合金薄板を介在せしめ、その後
熱拡散処理してアルミナセラミックスと鉄・ニッケル系
合金とを接合することを上記課題の解決手段とした。
接合方法では、アルミナセラミックス側にチタン薄膜ま
たはチタン薄板が、鉄・ニッケル系合金側に銀80〜95重
量％・マンガン５〜20重量％の合金粉末または混合粉
末、もしくは銀80〜95重量％、マンガン５〜20重量％の
合金薄板がそれぞれ配置されるようにして、アルミナセ
ラミックスと鉄・ニッケル系合金との間にチタン薄膜ま
たはチタン薄板と、上記銀・マンガンの合金粉末または
混合粉末、もしくはその合金薄板を介在せしめ、その後
熱拡散処理してアルミナセラミックスと鉄・ニッケル系
合金とを接合することを上記課題の解決手段とした。
以下、本発明を詳しく説明する。
第１図は本発明の一例を示す図であって、第１図中符
号10はアルミナセラミックス板（以下、セラミックス板
と略称する）、11は鉄・ニッケル系合金板（以下、合金
板と略称する）である。これらセラミックス板10と合金
板11とは、その間に接合部12を有したことによって接合
体13となっている。
号10はアルミナセラミックス板（以下、セラミックス板
と略称する）、11は鉄・ニッケル系合金板（以下、合金
板と略称する）である。これらセラミックス板10と合金
板11とは、その間に接合部12を有したことによって接合
体13となっている。
接合部12は、セラミックス板10側より高チタン含有の
接合層14、鉄・ニッケル・マンガン・チタンを主成分と
する第１の合金層15、銀・マンガン・チタン合金層16、
鉄・ニッケル・マンガン・チタンを主成分とする第２の
合金層17が順次形成されてなるもので、接合層14の層厚
が0.1〜５μｍに、合金層15および16、17の層厚の合計
が１〜100μｍ以下にそれぞれ調製されたものである。
接合層14、鉄・ニッケル・マンガン・チタンを主成分と
する第１の合金層15、銀・マンガン・チタン合金層16、
鉄・ニッケル・マンガン・チタンを主成分とする第２の
合金層17が順次形成されてなるもので、接合層14の層厚
が0.1〜５μｍに、合金層15および16、17の層厚の合計
が１〜100μｍ以下にそれぞれ調製されたものである。
次に、請求項２ないし４記載の接合方法に基づいて上
記接合体13の作製方法を説明する。
記接合体13の作製方法を説明する。
まず、セラミックス板10および合金板11を用意し、セ
ラミックス板10側にチタン薄膜またはチタン薄板が、鉄
・ニッケル系合金側に銀80〜95重量％・マンガン５〜20
重量％の合金粉末または混合粉末、もしくは銀80〜95重
量％、マンガン５〜20重量％の合金薄板（以下、銀・マ
ンガン合金薄板とする）がそれぞれ配置されるようにし
て、セラミックス10と合金11との間にチタン薄膜または
チタン薄板と上記銀・マンガンの合金粉末または混合粉
末、もしくはその合金薄板を介在せしめる。ここで、チ
タンとして薄膜を用いる場合には、その薄膜形成法とし
て高真空蒸着法などの物理的気相蒸着法（PVD法）やチ
タンをターゲットとするスパッタ法が好適に採用され
る。すなわち、高真空蒸着法やスパッタ法によってセラ
ミックス板10上に厚さ１〜20μｍのチタン薄膜を形成
し、さらにその上に厚さ３〜100μｍの銀・マンガン合
金薄板を載せ、その後この銀・マンガン合金薄板上に合
金板11を載置する。ここで、チタン薄膜の厚さの下限を
１μｍとしたのは、接合に必要な反応融体量を確保する
ためである。
ラミックス板10側にチタン薄膜またはチタン薄板が、鉄
・ニッケル系合金側に銀80〜95重量％・マンガン５〜20
重量％の合金粉末または混合粉末、もしくは銀80〜95重
量％、マンガン５〜20重量％の合金薄板（以下、銀・マ
ンガン合金薄板とする）がそれぞれ配置されるようにし
て、セラミックス10と合金11との間にチタン薄膜または
チタン薄板と上記銀・マンガンの合金粉末または混合粉
末、もしくはその合金薄板を介在せしめる。ここで、チ
タンとして薄膜を用いる場合には、その薄膜形成法とし
て高真空蒸着法などの物理的気相蒸着法（PVD法）やチ
タンをターゲットとするスパッタ法が好適に採用され
る。すなわち、高真空蒸着法やスパッタ法によってセラ
ミックス板10上に厚さ１〜20μｍのチタン薄膜を形成
し、さらにその上に厚さ３〜100μｍの銀・マンガン合
金薄板を載せ、その後この銀・マンガン合金薄板上に合
金板11を載置する。ここで、チタン薄膜の厚さの下限を
１μｍとしたのは、接合に必要な反応融体量を確保する
ためである。
一方、チタンおよび銀・マンガン合金として薄板を用
いる場合には、例えば多段圧延法によって厚さ３〜20μ
ｍに形成したチタン薄板と、同様に多段圧延法によって
厚さ３〜100μｍに形成した銀・マンガン合金薄板を予
め用意する。ここで、薄板の厚さの下限を３μｍとした
のは、これ未満であると取扱い操作が非常に困難となる
からである。そして、これらをセラミックス板10と合金
板11との間に挟むとともにセラミックス板10側にチタン
薄板を、また合金板11側に銀・マンガン合金薄板を配置
せしめる。
いる場合には、例えば多段圧延法によって厚さ３〜20μ
ｍに形成したチタン薄板と、同様に多段圧延法によって
厚さ３〜100μｍに形成した銀・マンガン合金薄板を予
め用意する。ここで、薄板の厚さの下限を３μｍとした
のは、これ未満であると取扱い操作が非常に困難となる
からである。そして、これらをセラミックス板10と合金
板11との間に挟むとともにセラミックス板10側にチタン
薄板を、また合金板11側に銀・マンガン合金薄板を配置
せしめる。
このようにしてチタンおよび銀・マンガンを介在せし
めた後、全体を真空中もしくは不活性ガス中にて950〜1
250℃程度の温度で５〜30分間程度加熱して熱拡散処理
を施し、第１図に示した接合体13を得る。
めた後、全体を真空中もしくは不活性ガス中にて950〜1
250℃程度の温度で５〜30分間程度加熱して熱拡散処理
を施し、第１図に示した接合体13を得る。
このような熱拡散処理によってチタン薄膜またはチタ
ン薄板と銀・マンガンの合金粉末または混合粉末もしく
は銀・マンガン合金薄板とは、合金板11（鉄・ニッケル
系合金）と高温下で反応してセラミックス板10（アルミ
ナセラミックス）との界面にFe−Ni−Mn−Tiを主成分と
する融体を形成する。そして、この融体がセラミックス
板10との良好な反応性および濡れ性を持つことで、冷却
した際セラミックス板10との強固かつ高気密性の接合を
一段で形成するものとなる。またこのとき、銀・マンガ
ンの合金粉末または混合粉末もしくは銀・マンガン合金
薄板は、銀・マンガン・チタンの融体を形成することに
より、合金板11とセラミックス板10との応力緩和および
耐熱性向上に寄与するものとなる。
ン薄板と銀・マンガンの合金粉末または混合粉末もしく
は銀・マンガン合金薄板とは、合金板11（鉄・ニッケル
系合金）と高温下で反応してセラミックス板10（アルミ
ナセラミックス）との界面にFe−Ni−Mn−Tiを主成分と
する融体を形成する。そして、この融体がセラミックス
板10との良好な反応性および濡れ性を持つことで、冷却
した際セラミックス板10との強固かつ高気密性の接合を
一段で形成するものとなる。またこのとき、銀・マンガ
ンの合金粉末または混合粉末もしくは銀・マンガン合金
薄板は、銀・マンガン・チタンの融体を形成することに
より、合金板11とセラミックス板10との応力緩和および
耐熱性向上に寄与するものとなる。
このようにして得られた接合体13において、さらに詳
しくその接合機構を説明すると、セラミックス板10と合
金11との接合を形成するのは高チタン含有の接合層14で
ある。この接合層14は、若干の酸素をセラミックス板10
側より取り込みつつ合金板11と反応して形成される、
（Fe−Ni）2Ti4Oに似た構造のものである。またこの接
合層14の厚さは、２μｍ以下好ましくは0.1〜0.6μｍ程
度とされる。
しくその接合機構を説明すると、セラミックス板10と合
金11との接合を形成するのは高チタン含有の接合層14で
ある。この接合層14は、若干の酸素をセラミックス板10
側より取り込みつつ合金板11と反応して形成される、
（Fe−Ni）2Ti4Oに似た構造のものである。またこの接
合層14の厚さは、２μｍ以下好ましくは0.1〜0.6μｍ程
度とされる。
一方、鉄・ニッケル・マンガン・チタンを主成分とす
る第１の合金層15および第２の合金層17は、加熱接合時
に形成された融体およびチタンが合金板11に拡散するこ
と、および反応融体の冷却過程で銀・マンガン・チタン
合金層16からその両側に鉄・ニッケル・マンガン・チタ
ンを主成分とする合金が難溶析出することによって必然
的に形成されたものである。そして、これら合金層15,1
7は、合金板11（鉄・ニッケル系合金）に比べて熱膨張
係数が大きくなるとともに、チタンを含むことで展延性
が減少したものとなる。したがって合金層15,17の生成
は、上記接合体13において熱応力破壊の原因となり好ま
しくないが、上記反応融体の形成を伴なう熱拡散接合に
おいては、一定厚さの合金層15,17の形成を避けること
はできないのである。この合金層15,17の厚さは、上記
接合層14を形成する際の厚さに依存している。したがっ
て本発明では、合金層15,17をできるだけ薄く形成する
ために、チタン薄膜またはチタン薄板を用いて接合層14
を形成するとともに熱処理条件を最適化することで合金
層15,17の厚さを抑えている。
る第１の合金層15および第２の合金層17は、加熱接合時
に形成された融体およびチタンが合金板11に拡散するこ
と、および反応融体の冷却過程で銀・マンガン・チタン
合金層16からその両側に鉄・ニッケル・マンガン・チタ
ンを主成分とする合金が難溶析出することによって必然
的に形成されたものである。そして、これら合金層15,1
7は、合金板11（鉄・ニッケル系合金）に比べて熱膨張
係数が大きくなるとともに、チタンを含むことで展延性
が減少したものとなる。したがって合金層15,17の生成
は、上記接合体13において熱応力破壊の原因となり好ま
しくないが、上記反応融体の形成を伴なう熱拡散接合に
おいては、一定厚さの合金層15,17の形成を避けること
はできないのである。この合金層15,17の厚さは、上記
接合層14を形成する際の厚さに依存している。したがっ
て本発明では、合金層15,17をできるだけ薄く形成する
ために、チタン薄膜またはチタン薄板を用いて接合層14
を形成するとともに熱処理条件を最適化することで合金
層15,17の厚さを抑えている。
また、銀・マンガン・チタン合金層16も、加熱接合時
に形成された融体およびチタンが銀・マンガン中に拡散
することにより必然的に形成されるものであるが、鉄・
ニッケル・マンガン・チタン（合金層15,17）、鉄・ニ
ッケル系合金（合金板11）に比べて展延性に優れている
ことから、セラミックス板10と合金板11との間に発生す
る熱応力を緩和するものとなる。
に形成された融体およびチタンが銀・マンガン中に拡散
することにより必然的に形成されるものであるが、鉄・
ニッケル・マンガン・チタン（合金層15,17）、鉄・ニ
ッケル系合金（合金板11）に比べて展延性に優れている
ことから、セラミックス板10と合金板11との間に発生す
る熱応力を緩和するものとなる。
なお、熱拡散処理により得られる各層の厚さは、予め
調整した薄膜あるいは薄板の厚さに加え、熱拡散処理の
条件によっても十分に制御することが可能である。そし
て、このときの熱拡散処理結果で生ずる高チタン含有の
接合層14の層厚が0.1〜５μｍ、鉄・ニッケル・チタン
を主成分とする第１の合金層15と銀・チタン合金層16と
第２の合金層との合計の層厚が１〜100μｍとなったと
き、安定した高い接合強度と高い気密性が得られるが、
この範囲外では強度低下が生じたり、融体流出による耐
電圧低下が起こるといった不都合がある。
調整した薄膜あるいは薄板の厚さに加え、熱拡散処理の
条件によっても十分に制御することが可能である。そし
て、このときの熱拡散処理結果で生ずる高チタン含有の
接合層14の層厚が0.1〜５μｍ、鉄・ニッケル・チタン
を主成分とする第１の合金層15と銀・チタン合金層16と
第２の合金層との合計の層厚が１〜100μｍとなったと
き、安定した高い接合強度と高い気密性が得られるが、
この範囲外では強度低下が生じたり、融体流出による耐
電圧低下が起こるといった不都合がある。
一方、チタンの薄膜または薄板、および銀・マンガン
の合金薄板は、熱拡散処理時において、相接する合金層
11およびセラミックス板10との反応もしくは拡散におい
て界面近傍が関与するに過ぎない。それゆえ、その厚さ
と拡散後に得られる各層の厚さとは必ずしも正比例しな
いが、特にチタンとして薄板を用いた場合、チタン薄板
の厚さが20μｍ、銀・マンガン合金薄板の厚さが100μ
ｍを越える場合には、各層中べ生成する反応融体量が多
くなってこれが外部へ流出し易くなり、得られた接合体
13の高電圧に対する絶縁耐力が著しく低下する恐れを生
ずる。
の合金薄板は、熱拡散処理時において、相接する合金層
11およびセラミックス板10との反応もしくは拡散におい
て界面近傍が関与するに過ぎない。それゆえ、その厚さ
と拡散後に得られる各層の厚さとは必ずしも正比例しな
いが、特にチタンとして薄板を用いた場合、チタン薄板
の厚さが20μｍ、銀・マンガン合金薄板の厚さが100μ
ｍを越える場合には、各層中べ生成する反応融体量が多
くなってこれが外部へ流出し易くなり、得られた接合体
13の高電圧に対する絶縁耐力が著しく低下する恐れを生
ずる。
「実施例」 以下、本発明を実施例により具体的に説明する。
（実施例１） ・真空ベーキングテスト アルミナセラミックスと鉄・ニッケル合金との間に第
１表に示したような異なる厚さのチタンおよび銀・マン
ガン合金を介在せしめ、真空中（５×10-5Torr）にて95
0〜1150℃で10分間熱処理し、数種の接合体を得た。さ
らに、これらを800℃で４時間真空ベーキングした後、H
eリークディテクターを用いて耐リーク性を調べ、その
結果を第１表に示す。
１表に示したような異なる厚さのチタンおよび銀・マン
ガン合金を介在せしめ、真空中（５×10-5Torr）にて95
0〜1150℃で10分間熱処理し、数種の接合体を得た。さ
らに、これらを800℃で４時間真空ベーキングした後、H
eリークディテクターを用いて耐リーク性を調べ、その
結果を第１表に示す。
なお、接合に使用したチタンおよび銀・マンガン合金
薄板の厚さを第１表中に示す。
薄板の厚さを第１表中に示す。
（実施例２） ・圧縮剪断強度試験 接合部の形成材として、チタン薄板と銀・マンガン合
金薄板とを用いるか、もしくはスパッタ法により形成し
たチタン薄膜と銀・マンガン合金薄板とを用い、接合部
の厚さの違いが圧縮剪断強度にどのような影響を及ぼす
かを調べた。得られた結果を第２表に示す。
金薄板とを用いるか、もしくはスパッタ法により形成し
たチタン薄膜と銀・マンガン合金薄板とを用い、接合部
の厚さの違いが圧縮剪断強度にどのような影響を及ぼす
かを調べた。得られた結果を第２表に示す。
なお、試験方法はクロスヘッドスピード0.5mm/minの
圧縮剪断強度試験（常温）により行った。
圧縮剪断強度試験（常温）により行った。
また、比較として、チタン厚および銀・マンガン合金
厚の大きいものを用いて接合した場合の強度を調べ、そ
の結果を第２表に併記する。
厚の大きいものを用いて接合した場合の強度を調べ、そ
の結果を第２表に併記する。
（実施例３） ・耐電圧試験 チタン薄板および銀・マンガン合金薄板の厚みの違い
が耐電圧にどのように影響するかを調べた。試験方法は
１×10-6Torr以下の真空中にて常温で測定した。得られ
た結果を第３表に示す。
が耐電圧にどのように影響するかを調べた。試験方法は
１×10-6Torr以下の真空中にて常温で測定した。得られ
た結果を第３表に示す。
また、比較としてチタン厚および銀・マンガン合金厚
の大きいものを用い、同様にして耐電圧への影響を調べ
てその結果を第３表に併記する。
の大きいものを用い、同様にして耐電圧への影響を調べ
てその結果を第３表に併記する。
「発明の効果」 以上説明したように、本発明に係わるアルミナセラミ
ックスと鉄・ニッケル系合金との接合体は、アルミナセ
ラミックスと鉄・ニッケル系合金との間に、アルミナセ
ラミックスとの界面側より高チタン含有の接合層、鉄・
ニッケル・マンガン・チタンを主成分とする第１の合金
層、銀・マンガン・チタン合金層、鉄・ニッケル・マン
ガン・チタンを主成分とする第２の合金層を順次形成し
てなる接合部を有したものであるので、高温使用での接
合強度に優れ、例えば電子管等の真空封管に適用した場
合でも、耐電圧耐気密性に優れた効果を発揮するものと
なる。
ックスと鉄・ニッケル系合金との接合体は、アルミナセ
ラミックスと鉄・ニッケル系合金との間に、アルミナセ
ラミックスとの界面側より高チタン含有の接合層、鉄・
ニッケル・マンガン・チタンを主成分とする第１の合金
層、銀・マンガン・チタン合金層、鉄・ニッケル・マン
ガン・チタンを主成分とする第２の合金層を順次形成し
てなる接合部を有したものであるので、高温使用での接
合強度に優れ、例えば電子管等の真空封管に適用した場
合でも、耐電圧耐気密性に優れた効果を発揮するものと
なる。
またアルミナセラミックスと鉄・ニッケル系合金との
接合方法によれば、従来の接合方法に比べて極めて簡易
なものとなり、しかも得られた接合体は上述したごとく
高温使用での接合強度に優れたものとなる。
接合方法によれば、従来の接合方法に比べて極めて簡易
なものとなり、しかも得られた接合体は上述したごとく
高温使用での接合強度に優れたものとなる。
第１図は本発明に係わる接合体の接合構造を示す断面
図、第２図は従来における接合構造の一例を示す図であ
る。 10……アルミナセラミックス板、 11……鉄・ニッケル系合金板、 12……接合部、13……接合体、 14……高チタン含有の接合層、 15……鉄・ニッケル・マンガン・チタンを主成分とする
第１の合金層、 16……銀・マンガン・チタン合金層、 17……鉄・ニッケル・マンガン・チタンを主成分とする
第２の合金層。
図、第２図は従来における接合構造の一例を示す図であ
る。 10……アルミナセラミックス板、 11……鉄・ニッケル系合金板、 12……接合部、13……接合体、 14……高チタン含有の接合層、 15……鉄・ニッケル・マンガン・チタンを主成分とする
第１の合金層、 16……銀・マンガン・チタン合金層、 17……鉄・ニッケル・マンガン・チタンを主成分とする
第２の合金層。
Claims (4)
- 【請求項１】アルミナセラミックスおよび鉄・ニッケル
系合金とこれらの間に形成された接合部からなる接合体
において、 上記接合部が、アルミナセラミックスとの界面側から高
チタン含有の接合層、鉄・ニッケル・マンガン・チタン
を主成分とする第１の合金層、銀・マンガン・チタン合
金層、鉄・ニッケル・マンガン・チタンを主成分とする
第２の合金層が順次形成されることによって鉄・ニッケ
ル系合金と接合し、かつ高チタン含有の接合層の層厚が
0.1〜５μｍ、鉄・ニッケル・マンガン・チタンを主成
分とする第１の合金層と銀・マンガン・チタン合金層と
鉄・ニッケル・マンガン・チタンを主成分とする第２の
合金層との合計の層厚が１〜100μｍであることを特徴
とするアルミナセラミックスと鉄・ニッケル系合金との
接合体。 - 【請求項２】アルミナセラミックス側にチタン薄膜また
はチタン薄板が、鉄・ニッケル系合金側に銀80〜95重量
％・マンガン５〜20重量％の合金粉末または混合粉末、
もしくは銀80〜95重量％、マンガン５〜20重量％の合金
薄板がそれぞれ配置されるようにして、アルミナセラミ
ックスと鉄・ニッケル系合金との間にチタン薄膜または
チタン薄板と、上記銀・マンガンの合金粉末または混合
粉末、もしくはその合金薄板を介在せしめ、その後熱拡
散処理してアルミナセラミックスと鉄・ニッケル系合金
とを接合することを特徴とするアルミナセラミックスと
鉄・ニッケル系合金との接合方法。 - 【請求項３】請求項２記載のアルミナセラミックスと鉄
・ニッケル系合金との接合方法において、 物理的気相蒸着法あるいはスパッタ法によりアルミナセ
ラミックス上に厚さ１〜20μｍのチタン薄膜を形成し、
次にその上に厚さ５〜100μｍの銀80〜95重量％・マン
ガン５〜20重量％の合金薄板を載せ、次いで該合金薄板
の上に鉄・ニッケル系合金を載置した後、真空中もしく
は不活性気流中で熱拡散処理することを特徴とするアル
ミナセラミックスと鉄・ニッケル系合金との接合方法。 - 【請求項４】請求項２記載のアルミナセラミックスと鉄
・ニッケル系合金との接合方法において、 アルミナセラミックス側にチタン薄板が、鉄・ニッケル
系合金側に銀80〜95重量％・マンガン５〜20重量％の合
金薄板がそれぞれ配置されるようにして、アルミナセラ
ミックスと鉄・ニッケル系合金との間に厚さ３〜20μｍ
のチタン薄板と厚さ５〜100μｍの合金薄板とを挟み、
その後真空中もしくは不活性気流中で熱拡散処理するこ
とを特徴とするアルミナセラミックスと鉄・ニッケル系
合金との接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1265576A JP2848867B2 (ja) | 1989-10-12 | 1989-10-12 | アルミナセラミックスと鉄・ニッケル系合金との接合体およびその接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1265576A JP2848867B2 (ja) | 1989-10-12 | 1989-10-12 | アルミナセラミックスと鉄・ニッケル系合金との接合体およびその接合方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03126680A JPH03126680A (ja) | 1991-05-29 |
| JP2848867B2 true JP2848867B2 (ja) | 1999-01-20 |
Family
ID=17419039
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1265576A Expired - Fee Related JP2848867B2 (ja) | 1989-10-12 | 1989-10-12 | アルミナセラミックスと鉄・ニッケル系合金との接合体およびその接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2848867B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6146707B2 (ja) * | 2013-03-27 | 2017-06-14 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | セラミックス−金属の接合体およびその製造方法 |
-
1989
- 1989-10-12 JP JP1265576A patent/JP2848867B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03126680A (ja) | 1991-05-29 |
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