JP3062278B2 - 線膨張係数が小さい材料と銅との接合方法 - Google Patents
線膨張係数が小さい材料と銅との接合方法Info
- Publication number
- JP3062278B2 JP3062278B2 JP3093231A JP9323191A JP3062278B2 JP 3062278 B2 JP3062278 B2 JP 3062278B2 JP 3093231 A JP3093231 A JP 3093231A JP 9323191 A JP9323191 A JP 9323191A JP 3062278 B2 JP3062278 B2 JP 3062278B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- copper
- brazing material
- linear expansion
- temperature
- joining
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims description 76
- 239000010949 copper Substances 0.000 title claims description 43
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 37
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 title claims description 37
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 11
- 238000005219 brazing Methods 0.000 claims description 52
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 23
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 12
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 8
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 7
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 5
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 5
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 229910017945 Cu—Ti Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 2
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 2
- 238000005477 sputtering target Methods 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910009043 WC-Co Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000004455 differential thermal analysis Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 230000037231 joint health Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はスパッタリングターゲッ
ト又はＸ線発生用ターゲット等に使用されその線膨張係
数が銅の線膨張係数より小さい材料からなる第１の部材
と、銅からなる第２の部材との接合体を得る線膨張係数
が小さい材料と銅との接合方法に関する。
ト又はＸ線発生用ターゲット等に使用されその線膨張係
数が銅の線膨張係数より小さい材料からなる第１の部材
と、銅からなる第２の部材との接合体を得る線膨張係数
が小さい材料と銅との接合方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】線膨張係数が銅の線膨張係数より小さい
材料からなる第１の部材と、銅からなる第２の部材とを
接合する場合、第１及び第２の部材の相互間の線膨張係
数差により相対的な寸法差が生じる。これにより、得ら
れる接合体が著しく変形したものとなりやすく、更にこ
の変形に伴って第１の部材と第２の部材との接合界面に
残留応力が生じ、その接合部が剥離するという不都合が
発生する。
材料からなる第１の部材と、銅からなる第２の部材とを
接合する場合、第１及び第２の部材の相互間の線膨張係
数差により相対的な寸法差が生じる。これにより、得ら
れる接合体が著しく変形したものとなりやすく、更にこ
の変形に伴って第１の部材と第２の部材との接合界面に
残留応力が生じ、その接合部が剥離するという不都合が
発生する。
【０００３】そこで、上述の不都合を防止するために、
有機系接着剤又はインジウムろう材を使用して、第１の
部材と第２の部材との接合が行われている。また、高温
でも優れた接合強度を期待できる硬ろう材を使用する場
合には、特開昭６３−１６５１３２号に示すように、そ
の線膨張係数が銅の線膨張係数より小さい材料（例え
ば、黒鉛）からなる第１の部材と銅からなる第２の部材
との間に、特殊な性質を有する２枚のインサート材及び
３枚の硬ろう材を挟む必要がある。
有機系接着剤又はインジウムろう材を使用して、第１の
部材と第２の部材との接合が行われている。また、高温
でも優れた接合強度を期待できる硬ろう材を使用する場
合には、特開昭６３−１６５１３２号に示すように、そ
の線膨張係数が銅の線膨張係数より小さい材料（例え
ば、黒鉛）からなる第１の部材と銅からなる第２の部材
との間に、特殊な性質を有する２枚のインサート材及び
３枚の硬ろう材を挟む必要がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の線膨張係数が小さい材料と銅との接合方法にお
いては、以下に示す問題点がある。
た従来の線膨張係数が小さい材料と銅との接合方法にお
いては、以下に示す問題点がある。
【０００５】先ず、有機系接着剤又はインジウムろう材
等を使用した場合、線膨張係数が小さい材料からなる第
１の部材と銅からなる第２の部材との間の接合強度が低
いと共に、耐熱性が不十分である。
等を使用した場合、線膨張係数が小さい材料からなる第
１の部材と銅からなる第２の部材との間の接合強度が低
いと共に、耐熱性が不十分である。
【０００６】また、硬ろう材を使用した場合、接合強度
及び耐熱性は優れているものの、特殊なインサート材を
使用し、このインサート材と硬ろう材とを複雑に組み合
わせる必要があるため、その処理コストが極めて高くな
ると共に、インサート材及び硬ろう材の選択範囲が狭
く、工業的に実用性が低い。
及び耐熱性は優れているものの、特殊なインサート材を
使用し、このインサート材と硬ろう材とを複雑に組み合
わせる必要があるため、その処理コストが極めて高くな
ると共に、インサート材及び硬ろう材の選択範囲が狭
く、工業的に実用性が低い。
【０００７】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、優れた接合強度を得ることができると共
に、処理コストが低い線膨張係数が小さい材料と銅との
接合方法を提供することを目的とする。
のであって、優れた接合強度を得ることができると共
に、処理コストが低い線膨張係数が小さい材料と銅との
接合方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明に係る線膨張係数
が小さい材料と銅との接合方法は、その線膨張係数が銅
の線膨張係数より小さい材料からなる第１の部材と銅か
らなる第２の部材とをろう材を介して接合する方法にお
いて、０．００２乃至１．０ｋｇｆ／ｃｍ2 の加圧力で
前記第１及び前記第２の部材を相互に加圧しつつ前記ろ
う材を溶融させた後、冷却し、この冷却時には（前記ろ
う材の固相線温度−５０℃）乃至（前記ろう材の液相線
温度＋５０℃）の温度範囲内の所定の温度に降温した後
５ｋｇｆ／ｃｍ2 以上の加圧力で前記第１及び前記第２
の部材を相互に加圧すると共に、６００℃から３００℃
までの降温時の平均冷却速度を１０乃至１００℃／時に
することを特徴とする。
が小さい材料と銅との接合方法は、その線膨張係数が銅
の線膨張係数より小さい材料からなる第１の部材と銅か
らなる第２の部材とをろう材を介して接合する方法にお
いて、０．００２乃至１．０ｋｇｆ／ｃｍ2 の加圧力で
前記第１及び前記第２の部材を相互に加圧しつつ前記ろ
う材を溶融させた後、冷却し、この冷却時には（前記ろ
う材の固相線温度−５０℃）乃至（前記ろう材の液相線
温度＋５０℃）の温度範囲内の所定の温度に降温した後
５ｋｇｆ／ｃｍ2 以上の加圧力で前記第１及び前記第２
の部材を相互に加圧すると共に、６００℃から３００℃
までの降温時の平均冷却速度を１０乃至１００℃／時に
することを特徴とする。
【０００９】
【作用】本願発明者等は、インサート材を使用しない
で、ろう材のみを使用して、その線膨張係数が銅の線膨
張係数よりも小さい材料からなる第１の部材と銅からな
る第２の部材とを接合する方法について種々実験を行っ
た。本発明はこの実験結果に基づいてなされたものであ
る。
で、ろう材のみを使用して、その線膨張係数が銅の線膨
張係数よりも小さい材料からなる第１の部材と銅からな
る第２の部材とを接合する方法について種々実験を行っ
た。本発明はこの実験結果に基づいてなされたものであ
る。
【００１０】即ち、本発明においては、図１に例示して
示すように、線膨張係数が小さい材料からなる第１の部
材１と銅からなる第２の部材２との間にろう材３を挟
み、これらを炉中にて加熱して、第１の部材１と第２の
部材２とを接合するに際し、加圧条件及び冷却条件を適
切なものにすることにより、双方の線膨張係数の差に起
因して接合体に生じる変形を防止でき、優れた接合強度
を得ることができる。また、この場合、ろう材３として
は、液相線温度が例えば６００℃以上の硬ろう材等を使
用することができるので、耐熱性も優れている。更に、
インサート材が不要であるため、接合時の処理コストが
従来に比して極めて低い。
示すように、線膨張係数が小さい材料からなる第１の部
材１と銅からなる第２の部材２との間にろう材３を挟
み、これらを炉中にて加熱して、第１の部材１と第２の
部材２とを接合するに際し、加圧条件及び冷却条件を適
切なものにすることにより、双方の線膨張係数の差に起
因して接合体に生じる変形を防止でき、優れた接合強度
を得ることができる。また、この場合、ろう材３として
は、液相線温度が例えば６００℃以上の硬ろう材等を使
用することができるので、耐熱性も優れている。更に、
インサート材が不要であるため、接合時の処理コストが
従来に比して極めて低い。
【００１１】次に、接合時の温度に対する加圧条件及び
冷却条件について説明する。
冷却条件について説明する。
【００１２】先ず、所定の加圧力ＰB で第１の部材１と
第２の部材２とを相互に加圧しつつ、ろう材３を所定の
接合温度ＴB に加熱して溶融させる。この場合に、接合
温度ＴB は使用するろう材３の液相線温度以上にし、ろ
う材３の溶融時に第１及び第２の部材１，２間に０．０
０２乃至１．０ｋｇｆ／ｃｍ2 の加圧力ＰB を加える。
この加圧力ＰB が０．００２ｋｇｆ／ｃｍ2 未満である
と、ろう材３が液相状態になった時点で接合部に残存す
る気孔を外部に押し出そうとする駆動力が不十分になる
ため、ろう材３中にボイドが発生しやすくなる。そし
て、ろう材３中にボイドが発生すると、接合部の強度が
低下する。一方、ろう材３の溶融時の加圧力ＰB が１．
０ｋｇｆ／ｃｍ2 を超えると、ろう材３が液相状態にな
った時点で溶融したろう材３が接合界面から流れ出てし
まい、健全な接合部を得ることができない。このため、
ろう材３の溶融時の加圧力ＰB は０．００２乃至１．０
ｋｇｆ／ｃｍ2 にする。
第２の部材２とを相互に加圧しつつ、ろう材３を所定の
接合温度ＴB に加熱して溶融させる。この場合に、接合
温度ＴB は使用するろう材３の液相線温度以上にし、ろ
う材３の溶融時に第１及び第２の部材１，２間に０．０
０２乃至１．０ｋｇｆ／ｃｍ2 の加圧力ＰB を加える。
この加圧力ＰB が０．００２ｋｇｆ／ｃｍ2 未満である
と、ろう材３が液相状態になった時点で接合部に残存す
る気孔を外部に押し出そうとする駆動力が不十分になる
ため、ろう材３中にボイドが発生しやすくなる。そし
て、ろう材３中にボイドが発生すると、接合部の強度が
低下する。一方、ろう材３の溶融時の加圧力ＰB が１．
０ｋｇｆ／ｃｍ2 を超えると、ろう材３が液相状態にな
った時点で溶融したろう材３が接合界面から流れ出てし
まい、健全な接合部を得ることができない。このため、
ろう材３の溶融時の加圧力ＰB は０．００２乃至１．０
ｋｇｆ／ｃｍ2 にする。
【００１３】次に、ろう材３の溶融後の冷却時には、
（ろう材３の固相線温度−５０℃）乃至（ろう材３の液
相線温度＋５０℃）の温度範囲内の所定の温度ＴC に降
温した後、加圧力ＰC を５ｋｇｆ／ｃｍ2 以上に高めて
第１及び第２の部材１，２を相互に加圧する。これによ
り、接合部のろう材３を健全なものにすることができる
と共に、銅からなる第２の部材２にクリープ変形及び塑
性変形を生じさせることができる。例えば、図２に示す
Ｃ板材４とＣｕ板材５との接合時に、これらを相互に加
圧しないと、Ｃ板材４及びＣｕ板材５の相互間の線膨張
係数差により相対的な寸法差が生じ、図３に示すよう
に、接合体がＣｕ板材５側に湾曲する。しかし、Ｃ板材
４とＣｕ板材５とを相互に加圧すると、図４に示すよう
に、Ｃｕ板材５にクリープ変形及び塑性変形が生じ、双
方の線膨張係数差による収縮量差を吸収することができ
る。従って、得られる接合体が変形することを防止でき
る。
（ろう材３の固相線温度−５０℃）乃至（ろう材３の液
相線温度＋５０℃）の温度範囲内の所定の温度ＴC に降
温した後、加圧力ＰC を５ｋｇｆ／ｃｍ2 以上に高めて
第１及び第２の部材１，２を相互に加圧する。これによ
り、接合部のろう材３を健全なものにすることができる
と共に、銅からなる第２の部材２にクリープ変形及び塑
性変形を生じさせることができる。例えば、図２に示す
Ｃ板材４とＣｕ板材５との接合時に、これらを相互に加
圧しないと、Ｃ板材４及びＣｕ板材５の相互間の線膨張
係数差により相対的な寸法差が生じ、図３に示すよう
に、接合体がＣｕ板材５側に湾曲する。しかし、Ｃ板材
４とＣｕ板材５とを相互に加圧すると、図４に示すよう
に、Ｃｕ板材５にクリープ変形及び塑性変形が生じ、双
方の線膨張係数差による収縮量差を吸収することができ
る。従って、得られる接合体が変形することを防止でき
る。
【００１４】しかしながら、温度ＴC が（ろう材３の固
相線温度−５０℃）未満である場合は、既に接合体の変
形が始まっているため、加圧により接合部に大きな変形
力が負荷され、ろう材３に剥離が生じる。一方、温度Ｔ
C が（ろう材３の液相線温度＋５０℃）を超える場合に
は、溶融したろう材３が接合界面から流れ出てしまい、
健全な接合部を得ることが困難である。このため、温度
ＴC の温度範囲は（ろう材３の固相線温度−５０℃）乃
至（ろう材３の液相線温度＋５０℃）にする。
相線温度−５０℃）未満である場合は、既に接合体の変
形が始まっているため、加圧により接合部に大きな変形
力が負荷され、ろう材３に剥離が生じる。一方、温度Ｔ
C が（ろう材３の液相線温度＋５０℃）を超える場合に
は、溶融したろう材３が接合界面から流れ出てしまい、
健全な接合部を得ることが困難である。このため、温度
ＴC の温度範囲は（ろう材３の固相線温度−５０℃）乃
至（ろう材３の液相線温度＋５０℃）にする。
【００１５】また、加圧力ＰC が５ｋｇｆ／ｃｍ2 未満
であると、銅からなる第２の部材２にクリープ変形及び
塑性変形を生じさせることが困難であるため、得られる
接合体の変形量が大きくなってしまう。このため、冷却
時の加圧力ＰC は５ｋｇｆ／ｃｍ2 以上にする。
であると、銅からなる第２の部材２にクリープ変形及び
塑性変形を生じさせることが困難であるため、得られる
接合体の変形量が大きくなってしまう。このため、冷却
時の加圧力ＰC は５ｋｇｆ／ｃｍ2 以上にする。
【００１６】次に、冷却過程において、６００℃から３
００℃まで降温する間の平均冷却速度が１０℃／時未満
であると、銅の結晶粒度が大きくなり、銅からなる第２
の部材２の耐蝕性が低下する。一方、平均冷却速度が１
００℃／時を超えると、第２の部材２にクリープ変形及
び塑性変形が生じにくくなり、得られる接合体の変形量
が大きくなってしまう。このため、６００℃から３００
℃までの降温時の平均冷却速度は１０乃至１００℃／時
にする。
００℃まで降温する間の平均冷却速度が１０℃／時未満
であると、銅の結晶粒度が大きくなり、銅からなる第２
の部材２の耐蝕性が低下する。一方、平均冷却速度が１
００℃／時を超えると、第２の部材２にクリープ変形及
び塑性変形が生じにくくなり、得られる接合体の変形量
が大きくなってしまう。このため、６００℃から３００
℃までの降温時の平均冷却速度は１０乃至１００℃／時
にする。
【００１７】なお、本発明においては第１及び第２の部
材１，２を相互に加圧する加圧力は、本願の特許請求範
囲に規定するものであれば、一定に保持する必要はな
い。
材１，２を相互に加圧する加圧力は、本願の特許請求範
囲に規定するものであれば、一定に保持する必要はな
い。
【００１８】また、第１の部材１を構成する材料として
は、その線膨張係数が銅の線膨張係数より小さいもので
あれば、特に限定されることはない。例えば、スパッタ
リングターゲットに使用されるＣｒ及びＴａ等がある。
また、耐摩耗性、耐蝕性及び気密性等を必要とする製品
に使用される超硬合金（ＷＣ−Ｃｏ）、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｓ
ｉＣ及びＳｉ3 Ｎ4 等がある。
は、その線膨張係数が銅の線膨張係数より小さいもので
あれば、特に限定されることはない。例えば、スパッタ
リングターゲットに使用されるＣｒ及びＴａ等がある。
また、耐摩耗性、耐蝕性及び気密性等を必要とする製品
に使用される超硬合金（ＷＣ−Ｃｏ）、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｓ
ｉＣ及びＳｉ3 Ｎ4 等がある。
【００１９】
【実施例】次に、本発明の実施例について添付の図面を
参照して説明する。
参照して説明する。
【００２０】図５は本発明の実施例に係る線膨張係数が
小さい材料と銅との接合方法の処理時間と温度及び加圧
力との関係を示すグラフ図、図６は接合用の試験体を示
す断面図である。
小さい材料と銅との接合方法の処理時間と温度及び加圧
力との関係を示すグラフ図、図６は接合用の試験体を示
す断面図である。
【００２１】先ず、図６に示すように、長さが１９５ｍ
ｍ、厚さが８ｍｍのカーボン板１１と無酸素銅板１２と
の間に、厚さが１００μｍのＡｇ−Ｃｕ−Ｔｉ系のろう
材１３をその縁部に挟み込んで試験体とした。なお、カ
ーボンはその線膨張係数が約３×１０-6／℃であって銅
の線膨張係数より小さい。次に、この試験体を加熱する
ことによりカーボン板１１と無酸素銅板１２とを接合し
た。この場合、接合は真空中で行い、接合温度ＴB を８
６０℃とし、接合時間ｔB を３０分とし、ろう材の溶融
時の加圧力ＰB 、冷却時の加圧開始温度ＴC 、冷却時の
加圧力ＰC 及び冷却速度は下記表１に示すものとした。
ｍ、厚さが８ｍｍのカーボン板１１と無酸素銅板１２と
の間に、厚さが１００μｍのＡｇ−Ｃｕ−Ｔｉ系のろう
材１３をその縁部に挟み込んで試験体とした。なお、カ
ーボンはその線膨張係数が約３×１０-6／℃であって銅
の線膨張係数より小さい。次に、この試験体を加熱する
ことによりカーボン板１１と無酸素銅板１２とを接合し
た。この場合、接合は真空中で行い、接合温度ＴB を８
６０℃とし、接合時間ｔB を３０分とし、ろう材の溶融
時の加圧力ＰB 、冷却時の加圧開始温度ＴC 、冷却時の
加圧力ＰC 及び冷却速度は下記表１に示すものとした。
【００２２】また、Ａｇ−Ｃｕ−Ｔｉ系のろう材１３
は、示差熱分析の結果より、その固相線温度が７７０℃
であり、その液相線温度が７８０℃であった。即ち、ろ
う材１３の固相線温度−５０℃は７２０℃であり、ろう
材１３の液相線温度＋５０℃は８３０℃である。
は、示差熱分析の結果より、その固相線温度が７７０℃
であり、その液相線温度が７８０℃であった。即ち、ろ
う材１３の固相線温度−５０℃は７２０℃であり、ろう
材１３の液相線温度＋５０℃は８３０℃である。
【００２３】このようにして得た実施例１乃至６及び比
較例１乃至７に係る接合体について、その変形量Ｘを測
定し、その接合部の状態を観察し、更にせん断試験を行
った。その結果を下記表２に示す。
較例１乃至７に係る接合体について、その変形量Ｘを測
定し、その接合部の状態を観察し、更にせん断試験を行
った。その結果を下記表２に示す。
【００２４】なお、接合体の変形量Ｘとは、図７に示す
ように、カーボン板１１及び無酸素銅板１２の相互間の
線膨張係数差により生じた湾曲幅を示す。
ように、カーボン板１１及び無酸素銅板１２の相互間の
線膨張係数差により生じた湾曲幅を示す。
【００２５】この表１及び表２から明らかなように、実
施例１乃至６に係る接合体は変形量Ｘが１．３ｍｍ以下
と少ないと共に、せん断強さが２．８ｋｇｆ／ｃｍ2 以
上であり、接合部が破断することはなく、接合強度が極
めて優れていた。
施例１乃至６に係る接合体は変形量Ｘが１．３ｍｍ以下
と少ないと共に、せん断強さが２．８ｋｇｆ／ｃｍ2 以
上であり、接合部が破断することはなく、接合強度が極
めて優れていた。
【００２６】一方、ろう材１３の溶融時の加圧力ＰB が
０．００１ｋｇｆ／ｃｍ2 と小さい比較例１に係る接合
体は、接合部にボイドが発生したため、接合強度が低い
ものであった。加圧力ＰB が２．０ｋｇｆ／ｃｍ2 と大
きい比較例２に係る接合体は、溶融したろう材１３が流
れ出したため、接合部のろう材１３が不十分になり、接
合強度が低いものであった。
０．００１ｋｇｆ／ｃｍ2 と小さい比較例１に係る接合
体は、接合部にボイドが発生したため、接合強度が低い
ものであった。加圧力ＰB が２．０ｋｇｆ／ｃｍ2 と大
きい比較例２に係る接合体は、溶融したろう材１３が流
れ出したため、接合部のろう材１３が不十分になり、接
合強度が低いものであった。
【００２７】また、冷却時の加圧開始温度ＴC が８４０
℃と高い比較例３に係る接合体は、溶融したろう材１３
が流れ出したため、接合部のろう材１３が不十分にな
り、接合強度が低いものであった。温度ＴC が７１０℃
と低い比較例４に係る接合体は、ろう材１３に剥離が発
生したため、接合強度が低いものであった。
℃と高い比較例３に係る接合体は、溶融したろう材１３
が流れ出したため、接合部のろう材１３が不十分にな
り、接合強度が低いものであった。温度ＴC が７１０℃
と低い比較例４に係る接合体は、ろう材１３に剥離が発
生したため、接合強度が低いものであった。
【００２８】更に、冷却時の加圧力ＰC が２ｋｇｆ／ｃ
ｍ2と小さい比較例５に係る接合体は、冷却時に著しく
変形し、接合部の一部に剥離が生じた。
ｍ2と小さい比較例５に係る接合体は、冷却時に著しく
変形し、接合部の一部に剥離が生じた。
【００２９】更にまた、冷却速度が１５０℃／時と速い
比較例６に係る接合体は、無酸素銅板１２にクリープ変
形及び塑性変形が生じにくいため、変形量Ｘが４．５ｍ
ｍと大きなものであった。冷却速度が８℃／時と遅い比
較例７に係る接合体は、無酸素銅板１２中のＣｕの結晶
粒が粗大化し、耐蝕性等が悪いものであった。
比較例６に係る接合体は、無酸素銅板１２にクリープ変
形及び塑性変形が生じにくいため、変形量Ｘが４．５ｍ
ｍと大きなものであった。冷却速度が８℃／時と遅い比
較例７に係る接合体は、無酸素銅板１２中のＣｕの結晶
粒が粗大化し、耐蝕性等が悪いものであった。
【００３０】
【表１】
【００３１】
【表２】
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、そ
の線膨張係数が銅の線膨張係数より小さい材料からなる
第１の部材と、銅からなる第２の部材とをろう材を介し
て接合する場合に、加圧条件及び冷却条件を適切なもの
にするから、双方の線膨張係数の差に起因して接合体に
生じる変形を防止でき、優れた接合強度を得ることがで
きる。また、ろう材には液相線温度が高い硬ろう材等を
使用することができるので、耐熱性も優れている。更
に、インサート材が不要であるため、接合時の処理コス
トが従来に比して極めて低い。
の線膨張係数が銅の線膨張係数より小さい材料からなる
第１の部材と、銅からなる第２の部材とをろう材を介し
て接合する場合に、加圧条件及び冷却条件を適切なもの
にするから、双方の線膨張係数の差に起因して接合体に
生じる変形を防止でき、優れた接合強度を得ることがで
きる。また、ろう材には液相線温度が高い硬ろう材等を
使用することができるので、耐熱性も優れている。更
に、インサート材が不要であるため、接合時の処理コス
トが従来に比して極めて低い。
【図１】接合体を示す断面図である。
【図２】接合体を示す模式図である。
【図３】接合時に接合体に生じる変形を示す模式図であ
る。
る。
【図４】接合時に加圧により接合体に生じるクリープ変
形及び塑性変形を示す模式図である
形及び塑性変形を示す模式図である
【図５】本発明の実施例に係る線膨張係数が小さい材料
と銅との接合方法の処理時間と温度及び加圧力との関係
を示すグラフ図である。
と銅との接合方法の処理時間と温度及び加圧力との関係
を示すグラフ図である。
【図６】接合用の試験体を示す断面図である。
【図７】接合体の変形量を示す断面図である。
【符号の説明】 １１；カーボン板 １２；無酸素銅板 １３；ろう材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 真人 兵庫県西宮市東鳴尾町２−９−３−101 (72)発明者 宮嵜 信孝 兵庫県神戸市灘区篠原伯母野山町２−３ −１ (56)参考文献 特開 平１−282167（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−165132（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−218986（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−186271（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−97173（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−40878（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23K 1/00 - 1/20 C04B 37/02
Claims (1)
- 【請求項１】 その線膨張係数が銅の線膨張係数より小
さい材料からなる第１の部材と銅からなる第２の部材と
をろう材を介して接合する方法において、０．００２乃
至１．０ｋｇｆ／ｃｍ2 の加圧力で前記第１及び前記第
２の部材を相互に加圧しつつ前記ろう材を溶融させた
後、冷却し、この冷却時には（前記ろう材の固相線温度
−５０℃）乃至（前記ろう材の液相線温度＋５０℃）の
温度範囲内の所定の温度に降温した後５ｋｇｆ／ｃｍ2
以上の加圧力で前記第１及び前記第２の部材を相互に加
圧すると共に、６００℃から３００℃までの降温時の平
均冷却速度を１０乃至１００℃／時にすることを特徴と
する線膨張係数が小さい材料と銅との接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3093231A JP3062278B2 (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | 線膨張係数が小さい材料と銅との接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3093231A JP3062278B2 (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | 線膨張係数が小さい材料と銅との接合方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04305363A JPH04305363A (ja) | 1992-10-28 |
| JP3062278B2 true JP3062278B2 (ja) | 2000-07-10 |
Family
ID=14076771
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3093231A Expired - Fee Related JP3062278B2 (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | 線膨張係数が小さい材料と銅との接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3062278B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005095944A (ja) * | 2003-09-25 | 2005-04-14 | Sentan Zairyo:Kk | 金属基板−炭素基金属複合材料構造体および該構造体の製造方法。 |
| US9390999B2 (en) | 2005-03-23 | 2016-07-12 | Noriaki Kawamura | Metal substrate/metal impregnated carbon composite material structure and method for manufacturing said structure |
-
1991
- 1991-03-29 JP JP3093231A patent/JP3062278B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04305363A (ja) | 1992-10-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0135937B1 (en) | Method of bonding alumina to metal | |
| JPH0362670B2 (ja) | ||
| JP3062278B2 (ja) | 線膨張係数が小さい材料と銅との接合方法 | |
| JPS61227971A (ja) | 窒化ケイ素と金属との接合方法 | |
| JPH0959770A (ja) | スパッタリング用ターゲットおよびその製造方法 | |
| JP3302714B2 (ja) | セラミックス−金属接合体 | |
| JP2609328B2 (ja) | 超硬合金と鋼の接合方法及びその接合体 | |
| JPH0337165A (ja) | セラミックスと金属との接合方法 | |
| WO1998003297A1 (en) | Two-step brazing process for joining materials with different coefficients of thermal expansion | |
| EP0095284B1 (en) | Tantalum bonding method | |
| JPH1046327A (ja) | スパッタリングターゲットおよびその製造方法 | |
| JP3154361B2 (ja) | 粒子分散複合部材の固相拡散接合法と材料 | |
| JPH04309475A (ja) | クロム又はクロム合金と銅との接合方法 | |
| JPH0328391B2 (ja) | ||
| JP3100022B2 (ja) | インサート材料を用いた固相拡散接合法 | |
| JPH01111783A (ja) | 炭素とセラミックス、炭素又は金属との接合構造 | |
| JPH06218558A (ja) | 複合材料の接合方法 | |
| JP3289860B2 (ja) | セラミックスとシリコンとの接合方法 | |
| JP2822200B2 (ja) | アルミニウム合金拡散接合用セラミックス | |
| JPS61215273A (ja) | セラミツクスと金属との接合方法 | |
| JP3232896B2 (ja) | 部材間のロー付け接合方法 | |
| JPH05270935A (ja) | 異種材料接合体およびその接合法 | |
| JP2731444B2 (ja) | アルミニウム又はアルミニウム合金とステンレス鋼との接合方法 | |
| JPH0725674A (ja) | セラミックスと金属の接合体の製造方法 | |
| JPS6183684A (ja) | セラミツクスの接合方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080428 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090428 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100428 Year of fee payment: 10 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |