JPH02188475A - セラミツクスと金属部材との直接接合方法 - Google Patents
セラミツクスと金属部材との直接接合方法Info
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- JPH02188475A JPH02188475A JP493289A JP493289A JPH02188475A JP H02188475 A JPH02188475 A JP H02188475A JP 493289 A JP493289 A JP 493289A JP 493289 A JP493289 A JP 493289A JP H02188475 A JPH02188475 A JP H02188475A
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Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
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。
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スと金属部材との接合方法に係り、
特に、金属部材側への溶融ろう材の過剰なぬれ広がりを
防止し、接合部に良好なフィレットが形成できるため、
特に、真空封止接合体に好適なセラミックスと金属部材
、との直接接合方法に関する。
特に、金属部材側への溶融ろう材の過剰なぬれ広がりを
防止し、接合部に良好なフィレットが形成できるため、
特に、真空封止接合体に好適なセラミックスと金属部材
、との直接接合方法に関する。
セラミックスと金属との接合方法として米国特許２７３
９３７５号、米国特許４４７１０２６号で公知のＣｕ。
９３７５号、米国特許４４７１０２６号で公知のＣｕ。
Ａｇ、または、Ｃｕ−Ａｇ合金中にＴｉ、または。
Ｚｒを添加した、いわゆる、活性金属ろうによる接合は
、セラミックス表面をメタライズ（金属化）せずに金属
と直接４合できる利点があるため、広く利用されつつあ
る。しかし、活性金属ろう材でセラミックスと金属とを
接合した場合、ろう材はセラミックスより金属側にぬれ
やすいため、金属部材の接合部以外にもぬれ広がる。こ
のため、セラミックス側接合部のろう材が不足し、正常
なフィレットが形成されない。また、前述のように、ろ
う材の不足により、セラミックス側のろう材の組成が変
る等の理由により健全な接合部が得られない問題がある
。
、セラミックス表面をメタライズ（金属化）せずに金属
と直接４合できる利点があるため、広く利用されつつあ
る。しかし、活性金属ろう材でセラミックスと金属とを
接合した場合、ろう材はセラミックスより金属側にぬれ
やすいため、金属部材の接合部以外にもぬれ広がる。こ
のため、セラミックス側接合部のろう材が不足し、正常
なフィレットが形成されない。また、前述のように、ろ
う材の不足により、セラミックス側のろう材の組成が変
る等の理由により健全な接合部が得られない問題がある
。
以上のように、従来の接合方法ではセラミックスと金属
部材とを活性金属ろうにより、直接接合した場合、金属
部材の接合部以外の金属部材表面に活性金属ろうがぬれ
広がるため、良好なフィレットが形成されず、かつ、健
全な接合部を得ることは困難であった。
部材とを活性金属ろうにより、直接接合した場合、金属
部材の接合部以外の金属部材表面に活性金属ろうがぬれ
広がるため、良好なフィレットが形成されず、かつ、健
全な接合部を得ることは困難であった。
本発明の目的は、セラミックスと金属部材とを活性金属
ろうにより直接接合した場合、接合部には良好なフイシ
ン１へが形成され、健全な接合部が得られるため真空封
止接合体に好適なセラミックスと金属部材との直接接合
方法を提供することにある。
ろうにより直接接合した場合、接合部には良好なフイシ
ン１へが形成され、健全な接合部が得られるため真空封
止接合体に好適なセラミックスと金属部材との直接接合
方法を提供することにある。
本発明の目的は、セラミックスと金属部材とを活性金属
ろうにより直接接合する方法において、金属部材の接合
部分の端部の部分の金属表面に、ろう材の過剰なぬれ防
止被覆膜を形成した後、セラミックスと金属部材との間
に活性金属ろうを配置し、不活性雰囲気中で活性金属ろ
うの融点以上に加熱し、セラミックスと金属部材とを接
合することにより達成される。
ろうにより直接接合する方法において、金属部材の接合
部分の端部の部分の金属表面に、ろう材の過剰なぬれ防
止被覆膜を形成した後、セラミックスと金属部材との間
に活性金属ろうを配置し、不活性雰囲気中で活性金属ろ
うの融点以上に加熱し、セラミックスと金属部材とを接
合することにより達成される。
セラミックスと金属部材とを活性金属ろうにより、直接
、接合する方法において、金属部材の接合部分の端部の
部分の金属表面に、ろう材の過剰なぬれを防止する被覆
膜を形成した後、セラミックスと金属部材との間に活性
金属ろうを配置し、非酸化性雰囲気中で活性金属ろうの
融点以上に加熱する。この加熱によって、溶融したろう
材は金属側に形成したぬれ防止膜によって金属部材への
過剰なぬれを生じることなく金属部と接合し、他の一部
はセラミックス表面と反応する。この活性金属ろうが凝
固するとセラミックスと金属部材とが接合される。
、接合する方法において、金属部材の接合部分の端部の
部分の金属表面に、ろう材の過剰なぬれを防止する被覆
膜を形成した後、セラミックスと金属部材との間に活性
金属ろうを配置し、非酸化性雰囲気中で活性金属ろうの
融点以上に加熱する。この加熱によって、溶融したろう
材は金属側に形成したぬれ防止膜によって金属部材への
過剰なぬれを生じることなく金属部と接合し、他の一部
はセラミックス表面と反応する。この活性金属ろうが凝
固するとセラミックスと金属部材とが接合される。
本発明の方法によって、接合部の溶融金属中の銀、銅と
チタン、または、ジルコニウムの比率が変化しないため
、セラミックスと金属部材との接合金属中には銀、銅が
含まれ、接合時に発生する熱応力が緩和され、また、接
合部には良好なフィレットが形成されるために、前記セ
ラミックスと前記金属部材とが健全に接合できる。
チタン、または、ジルコニウムの比率が変化しないため
、セラミックスと金属部材との接合金属中には銀、銅が
含まれ、接合時に発生する熱応力が緩和され、また、接
合部には良好なフィレットが形成されるために、前記セ
ラミックスと前記金属部材とが健全に接合できる。
ろう材のぬれ防止用被覆は、特に、銀ろうにぬれずかつ
接合しない被覆が望ましい。
接合しない被覆が望ましい。
具体的には酸化物、炭化物、窒化物、珪化物、硼化物、
また、各種セラミックスまたは黒鉛よりなる破１漠が望
ましい。
また、各種セラミックスまたは黒鉛よりなる破１漠が望
ましい。
以下、本発明の実施例を第１図ないし第４図に説明する
。
。
く実施例１〉
第１図に示すように、板厚２１１ＩＩ＋、高さ１０ｎｕ
で８０ｎｎ＋角の銅フレーム１の接合面、及び、フイシ
ン１へ形成部以外の金属表面を酸化させて金属部材側へ
の金属ろうの過剰なぬれを防止する酸化被膜２を形成さ
せた後、２Ｘ２Ｘ８５ｎｎ角のアルミナセラミックス基
板３の接合部に３％Ｔｉ入り銀ろう（７２ωし％Ａ ｇ
−Ｃｕ共晶ろう）のペースト状粉末を厚さ１００μｍ
に印刷した後、約１００℃で予備乾燥を行い、その印刷
した３％Ｔｉ入り銀ろう材４上に、金属ろうの過剰なぬ
れを防止する酸化被膜２を形成させた８０ｎｍｎ角の銅
フレー１１１を重ねて配置した。これをアルゴンガス雰
囲気中で１００℃／分の速度で８０℃まで加熱し、３分
間保持した後、５０℃／分の速度で冷却した。
で８０ｎｎ＋角の銅フレーム１の接合面、及び、フイシ
ン１へ形成部以外の金属表面を酸化させて金属部材側へ
の金属ろうの過剰なぬれを防止する酸化被膜２を形成さ
せた後、２Ｘ２Ｘ８５ｎｎ角のアルミナセラミックス基
板３の接合部に３％Ｔｉ入り銀ろう（７２ωし％Ａ ｇ
−Ｃｕ共晶ろう）のペースト状粉末を厚さ１００μｍ
に印刷した後、約１００℃で予備乾燥を行い、その印刷
した３％Ｔｉ入り銀ろう材４上に、金属ろうの過剰なぬ
れを防止する酸化被膜２を形成させた８０ｎｍｎ角の銅
フレー１１１を重ねて配置した。これをアルゴンガス雰
囲気中で１００℃／分の速度で８０℃まで加熱し、３分
間保持した後、５０℃／分の速度で冷却した。
接合体の断面を第２図に示す。金属ろう５は、過剰なぬ
れ防止被膜の作用によって接合部には良好なフィレット
６が形成され、また、活性金属（チタン）とアルミナセ
ラミックス表面との過剰な反応が抑制された健全な接合
部が得られた。
れ防止被膜の作用によって接合部には良好なフィレット
６が形成され、また、活性金属（チタン）とアルミナセ
ラミックス表面との過剰な反応が抑制された健全な接合
部が得られた。
〈実施例２〉
第３図に示すように、板厚２ ｕｉｎ、高さ１０ ｎｇ
ｎで８０＋ｎ＋ｎ角の５ＵＳ−３０１フレーム７の接合
面及びフイシン！・形成部分の直上の金属表面に幅２１
１１１１程度、帯状にカーボン被膜を形成させて、金属
部材への金属ろうの過剰なぬれを防止するカーボン被膜
８を形成させた後、２Ｘ２Ｘ８５角のアルミナセラミッ
クス基板３の接合部に３％Ｔｉ入り銀ろう（７２ωｔ％
Ａｇ−Ｃｕ共晶ろう）のペース１〜状粉末を厚さ１００
μｍに印刷した後、約１００℃で予備乾燥を行い、その
印刷した３％Ｔｉ入銀ろう材４の−Ｌに、金属ろうの過
剰なぬれを防止するカーボン被膜８を形成させた８０ｕ
ｗｎ角の５ＵＳ３０１フレーム７を重ねて配置した。こ
れをフルボンガス雰囲気中で１００℃／分の速度で８５
０℃まで加熱し、３分間保持後５０°Ｃ／分の速度で冷
却した。接合体の断面を第４図に示す。金属ろう５は本
発明の過剰なぬれ防止被１模の作用によって接合部には
良好なフィレット６が形成され、また、銀ろう中に添加
した活性金属（チタン）とアルミナセラミックス表面と
過剰な反応が抑制された健全な接合部が得られた。
ｎで８０＋ｎ＋ｎ角の５ＵＳ−３０１フレーム７の接合
面及びフイシン！・形成部分の直上の金属表面に幅２１
１１１１程度、帯状にカーボン被膜を形成させて、金属
部材への金属ろうの過剰なぬれを防止するカーボン被膜
８を形成させた後、２Ｘ２Ｘ８５角のアルミナセラミッ
クス基板３の接合部に３％Ｔｉ入り銀ろう（７２ωｔ％
Ａｇ−Ｃｕ共晶ろう）のペース１〜状粉末を厚さ１００
μｍに印刷した後、約１００℃で予備乾燥を行い、その
印刷した３％Ｔｉ入銀ろう材４の−Ｌに、金属ろうの過
剰なぬれを防止するカーボン被膜８を形成させた８０ｕ
ｗｎ角の５ＵＳ３０１フレーム７を重ねて配置した。こ
れをフルボンガス雰囲気中で１００℃／分の速度で８５
０℃まで加熱し、３分間保持後５０°Ｃ／分の速度で冷
却した。接合体の断面を第４図に示す。金属ろう５は本
発明の過剰なぬれ防止被１模の作用によって接合部には
良好なフィレット６が形成され、また、銀ろう中に添加
した活性金属（チタン）とアルミナセラミックス表面と
過剰な反応が抑制された健全な接合部が得られた。
本発明によれば、接合ろう材の金属部材への過剰なぬれ
が防止できるので、接合部に良好なフィレットを形成す
るのに効果がある。また、ろう材とセラミックス表面と
の過剰な反応を抑制できるので熱応力が緩和される。
が防止できるので、接合部に良好なフィレットを形成す
るのに効果がある。また、ろう材とセラミックス表面と
の過剰な反応を抑制できるので熱応力が緩和される。
第１図ないし第４図は本発明の実施例の断面図である。
１ ・銅フレーム、３
・金属ろう。
アルミナセラミックス、
采
第２
皿〕、２
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、セラミックス部材と金属部材とをＴｉまたはＺｒを
含むろう材によつて接合する方法において、 予め前記金属部材の接合部以外の部分、あるいは、一部
分にろう材のぬれ防止被膜を形成して接合することを特
徴とするセラミックスと金属との接合方法。 ２、前記ろう材の前記ぬれ防止被膜は酸化被膜、セラミ
ックス被膜またはカーボン被膜であることを特徴とする
特許請求項第１項に記載のセラミックスと金属部材との
直接接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP493289A JPH02188475A (ja) | 1989-01-13 | 1989-01-13 | セラミツクスと金属部材との直接接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP493289A JPH02188475A (ja) | 1989-01-13 | 1989-01-13 | セラミツクスと金属部材との直接接合方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02188475A true JPH02188475A (ja) | 1990-07-24 |
Family
ID=11597357
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP493289A Pending JPH02188475A (ja) | 1989-01-13 | 1989-01-13 | セラミツクスと金属部材との直接接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02188475A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0856881A2 (en) * | 1997-01-29 | 1998-08-05 | Ngk Insulators, Ltd. | Joint structure of metal member and ceramic member and method of producing the same |
-
1989
- 1989-01-13 JP JP493289A patent/JPH02188475A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0856881A2 (en) * | 1997-01-29 | 1998-08-05 | Ngk Insulators, Ltd. | Joint structure of metal member and ceramic member and method of producing the same |
| EP0856881A3 (en) * | 1997-01-29 | 1999-10-27 | Ngk Insulators, Ltd. | Joint structure of metal member and ceramic member and method of producing the same |
| US6057513A (en) * | 1997-01-29 | 2000-05-02 | Ngk Insulators, Ltd. | Joint structure of metal member and ceramic member and method of producing the same |
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