JPH01249262A - ろう付けペースト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、セラミックと金属、セラミック同志をろう付
け接着できるろう付けペーストに関するものである。

従来の技術 従来、セラミックと金属の接着は、例えば、高塩冶男、
エレクトロニク・セラミクス、１９７３年１２月号、３
０−３７頁に示されるように、Ｍ　ｏ　−Ｍ　ｎ法、活
性金属法などがある。

発明が解決しようとする課題 前記従来例に示されているように、Ｍｏ−Ｍｎ法は、加
湿水素中で１３００〜１７００’Ｃの高温でＭｏ−Ｍｎ
メタライズをセラミック表面に形成して、そのメタライ
ズ膜と金属を銀ろう付けする方法である。しかし、この
方法は以下で述べる理由により薄膜サーミスタ素子のよ
うな耐熱性の低いセラミック素子と金属のろう付けに不
適である。薄膜サーミスタ素子はアルミナ基板の一方の
表面に電極膜と感温抵抗体膜を形成して構成される。こ
のため、アルミナ基板の一方の表面に電極膜と感温抵抗
体膜を形成した後、アルミナ基板の他の表面にメタライ
ズ膜を形成する場合、薄膜サーミスタ素子の耐熱性が９
０００Ｃ以下、好ましくは、８０００Ｃ以下であるので
、Ｍ　ｏ　−Ｍ　ｎ法は使用出来ないという欠点があっ
た。他方、アルミナ基板の他の表面にメタライズ膜を先
に形成した後、電極膜と感温抵抗体膜をアルミナ基板の
一方の表面に形成する場合、電極膜は通常空気中など酸
化性雰囲気中で高温中で焼き付けて形成され、このとき
にメタライズ膜が酸化されるので、ろう付けできなくな
る。

また、活性金属法は、活性金属であるＴＩ。

Ｚｒなどと、これと比較的低融点の合金を作るＮ　Ｉ　
、　Ｃｕ　、　Ａ　ｇとを、共晶組成になるようにセラ
ミックと金属の間に挿入し、真空中または不活性ガス中
で加熱する方法である。しかし、この方法も、９００°
Ｃ以上の高温を必要とするので、前記と同じ理由により
、薄膜サーミスタ素子を金属にろう付け接着するのに不
適切であった。

課題を解決するための手段 前記課題を解決するための技術的手段は、チタニウム粉
末、銀ろう粉末、有機バインダおよび有機溶剤とからな
るろう付けベースを用いる点にある。

作　　　用 本発明のろう付けペーストを、印刷法などにより、セラ
ミックの表面上に所定の形状に塗布、乾燥した後、接着
すべきセラミックまたは金属とろう付けペーストの塗布
されたセラミックとを積層し、真空中もしくは不活性ガ
ス中で加熱処理して、両者がろう付けされる。この加熱
処理のとき、本発明のろう付けペーストは上述したよう
に、銀ろう粉末とチタニウム粉末を含むので、８００°
Ｃ以下の温度で銀ろう粉末が融解して液相になる。他方
、液相銀ろうと接する同相のチタニウムの一部は液相銀
ろう中を拡散して、セラミック表面に化学的に吸着し、
セラミックとチタニウムが接着する。更に、吸着チタニ
ウムと銀ろうが金属結合で接着する。このような過程を
経て、セラミックと金属が接着されるので、加熱温度は
８００８Ｃ以下の低温で十分である。

実施例 図は本発明の一実施便を示するう付け部所面図である。

アルミナ基板１の一方の表面に、チタニウム粉末、銀ろ
う粉末、有機バインダおよび有機溶剤とからなるろう付
けペーストを印刷し、約ｔｏｏ’ｃで１０〜２０分間空
気中乾燥して、ろう材層２を形成した。次に、ステンレ
ス板３にろう材層２が接するように、ステンレス板３と
アルミナ基板１を積層し、この積層物を２Ｘ１０　　ｔ
ｏｒｒ以下の真空中で約８００’Ｃに１〜２分間加熱し
た後、室温に冷却した。この結果、アルミナ基板１はス
テンレス板３にろう材層２により強固に接着された。も
ちろん、有機バインダ、有機溶剤は、空気中乾燥、真空
中加熱の際に蒸発するので、有機バインダ、有機溶剤は
真空中加熱後ろう材層２中に含まれず、ろう材層２はチ
タニウム粒子２１と銀ろう２２とで構成される。尚、真
空中加熱のほかにも、窒素中、アルゴン中など不活性ガ
ス中の加熱によっても同様のろう付けが得られた。この
ように、本発明のろう付けペーストは８００°Ｃ以下で
のろう付けができるので、アルミナ基板１の他の表面に
電極膜１１および感温抵抗体膜１２を形成した薄膜サー
ミスタ素子を容易に金属にろう付け接続できる。即ち、
薄膜サーミスタの耐熱性は構成材料により異なるが、Ａ
ｕ−Ｐｔ厚膜電極膜１１と６１Ｃ％温抵抗体膜１２を甲
いた高耐熱性薄膜サーミスタでも９０００Ｃ以下、好ま
しくは８００００以下であり、この温度以上の高温にさ
らされると、抵抗値が大きく増大して、実用に供するこ
とができない。

ろう付け後、ろう付け部の断面に沿って組成分析したと
ころアルミナ基板１の表面およびステンレス板３の表面
からチタニウムが検出された。また、同時にチタニウム
は粒子状で、銀ろうは融解した状態で、それぞれ観察さ
れた。このことから真空加熱中に融解した液層銀ろうと
接する固相のチタニウムの一部は液相銀ろう中を拡散し
て、アルミナ基板１の表面およびステンレス板３の表面
に化学的に吸着し、アルミナ基板１とチタニウムおよび
ステンレス板３とチタニウムが接着し、更に、吸着チタ
ニウムと銀ろうが金属結合で接着する、と解される。

ろう付けペーストの組成は、３００メツシュの網目を通
過するチタニウム粉末１重量部、３００メツシュの網目
を通過する銀ろう粉末５〜５０重量部であることが望ま
しい。チタニウム粉末およびステンレス粉末の大きさが
３００メソシュ以上になるとろう付け面の平滑性が失わ
れ、均一なろう付けが困難になるので好ましくない。ま
た、チタニウム粉末１重量部に対して銀ろう粉末５重量
部以下の場合ろう材の流れが悪く、チタニウム粉末１重
量部に対して銀ろう粉末５０重量部以上の場合チタニウ
ム量が不足して、ろう付けされにくくなるので、好まし
くない。なお、有機バインダとしてはアクリル系樹脂、
有機溶剤としてはテルピネオールが通常よく用いられる
。

銀ろうの材質として種々の添加物を加えた組成が知られ
ているが、銀と銅からなる共晶銀ろうが望ましい。共晶
銀ろうは真空中加熱でも不活性ガス中加熱でも使用でき
るが、亜鉛、カドミウムなどの添加物を加えた銀ろうは
不活性ガス中加熱で使用出来るが、真空中加熱では使用
できないからである。これは亜鉛、カドミウムなどの添
加物が真空中加熱により蒸発して、組成変化生じること
に因る。なお、上記説明ではアルミナ基板１とステンレ
ス板３のろう付について説明したが、セラミンク同志の
ろう付についても同様である。

発明の効果 以上述べて来たように、本発明によれば次に示す効果が
得られる。

１　本発明のろう付けペーストはセラミックなど　　゛
に容易に印刷でき、乾燥後、金属などと積層したものを
加熱するだけでろう付けが出来るので、作業性に優れる
。

■　低融点の銀ろうを用いているので、８００°Ｃ以下
の低温度でろう付け出来る。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を示するう付け部所面図である。 １・・・・・アルミナ基板、１１・・・・・電極膜、１
２・・・・感温抵抗体膜、２・・・・・・ろう材層、２
１・・・・・・チタニウム粒子、２２・・・・・・融解
した銀ろう、３・・・・・・ステンレス板。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）チタニウム粉末、銀ろう粉末、有機バインダおよ
   び有機溶剤とからなるろう付けペースト。
2. （２）３００メッシュの網目を通過するチタニウム粉末
   １重量部、３００メッシュの網目を通過する銀ろう粉末
   ５〜５０重量部からなる請求項１記載のろう付けペース
   ト。
3. （３）銀ろう粉末が共晶銀ろう粉末である請求項１記載
   のろう付けペースト。