JPH0222024B2 - - Google Patents
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- JPH0222024B2 JPH0222024B2 JP57169048A JP16904882A JPH0222024B2 JP H0222024 B2 JPH0222024 B2 JP H0222024B2 JP 57169048 A JP57169048 A JP 57169048A JP 16904882 A JP16904882 A JP 16904882A JP H0222024 B2 JPH0222024 B2 JP H0222024B2
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Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明はシリコン系セラミツクス（sic、
si3N4、SiAlONなど）相互を拡散接合する方法
に関する。
si3N4、SiAlONなど）相互を拡散接合する方法
に関する。
従来セラミツクス相互を接合し一体化する方法
としては、融接法、ろう接法、表面被覆法および
その他種々の方法がこころみられている。しかし
ながらいずれの方法にあつても、そのための装置
が大がかりなものとなつたり、作業性が悪かつた
り、安定した接合結果が得られなかつたり、さら
にその接合強さも低いなど、実用性に欠けるうら
みがあつた。
としては、融接法、ろう接法、表面被覆法および
その他種々の方法がこころみられている。しかし
ながらいずれの方法にあつても、そのための装置
が大がかりなものとなつたり、作業性が悪かつた
り、安定した接合結果が得られなかつたり、さら
にその接合強さも低いなど、実用性に欠けるうら
みがあつた。
こうした背景から、セラミツクス同士またはセ
ラミツクスと金属とを圧接によつて接合する技術
が開発され、特開昭49−48707号で公知になつて
いる。このものでは、セラミツクス同士またはセ
ラミツクスと金属を圧接する際、アルミニウムの
中間箔を使用するのが好結果を生むことのほか、
こうした用途に使用する材料として銀、錫、鉛な
どが効果的であることが述べられている。
ラミツクスと金属とを圧接によつて接合する技術
が開発され、特開昭49−48707号で公知になつて
いる。このものでは、セラミツクス同士またはセ
ラミツクスと金属を圧接する際、アルミニウムの
中間箔を使用するのが好結果を生むことのほか、
こうした用途に使用する材料として銀、錫、鉛な
どが効果的であることが述べられている。
ところで、ここに述べられている接合対象は例
えばトランジスタモジユールのような極めて小型
のものであるためこうした接合でも充分な結果が
得られる。しかしながら、接合対象物が大型にな
ると接合対象物と中間材との熱膨張率の相違によ
り残留応力が発生するため、接合強度が低下する
という問題があつた。
えばトランジスタモジユールのような極めて小型
のものであるためこうした接合でも充分な結果が
得られる。しかしながら、接合対象物が大型にな
ると接合対象物と中間材との熱膨張率の相違によ
り残留応力が発生するため、接合強度が低下する
という問題があつた。
そこでこの発明の発明者は、セラミツクス中特
に実用性の高いシリコン系セラミツクス相互を接
続するのに、シリコンと共晶するインサート材を
使用した拡散接合により行なうことに着想して、
種々実験の結果、この発明を完成させるに至つた
ものである。
に実用性の高いシリコン系セラミツクス相互を接
続するのに、シリコンと共晶するインサート材を
使用した拡散接合により行なうことに着想して、
種々実験の結果、この発明を完成させるに至つた
ものである。
すなわちシリコン（Si）と共晶する金属とし
て、完成共晶形のものとしては、銀（Ag）、アル
ミニウム（Al）、銅（Cu）、ベリリウム（Be）、
Ce（セシウム）などが知られ、金属間化合物形の
ものとしては、コバルト（Co）、鉄（Fe）、マグ
ネシウム（Mg）、モリブデン（Mo）、クロム
（Cr）、白金（Pt）などが知られ、さらに偏晶、
包晶形のものとして、クロム（Cr）、銅（Cu）、
チタン（Ti）、ニツケル（Ni）、ジルコニウム
（Zr）などが知られている。そしてそのうちでも
シリコン系セラミツクス相互の拡散接合における
インサート材として使用して、安定して良好な結
果が得られ工業的に使用しうるのは、Al、Ag、
Ti、Zrおよびこれらの組み合わせであつた。
て、完成共晶形のものとしては、銀（Ag）、アル
ミニウム（Al）、銅（Cu）、ベリリウム（Be）、
Ce（セシウム）などが知られ、金属間化合物形の
ものとしては、コバルト（Co）、鉄（Fe）、マグ
ネシウム（Mg）、モリブデン（Mo）、クロム
（Cr）、白金（Pt）などが知られ、さらに偏晶、
包晶形のものとして、クロム（Cr）、銅（Cu）、
チタン（Ti）、ニツケル（Ni）、ジルコニウム
（Zr）などが知られている。そしてそのうちでも
シリコン系セラミツクス相互の拡散接合における
インサート材として使用して、安定して良好な結
果が得られ工業的に使用しうるのは、Al、Ag、
Ti、Zrおよびこれらの組み合わせであつた。
以下これらの実施例につき、詳述する。
実施例 １
Sic材は実施例１と同様とし、インサート材と
しては、0.02mmｔのアルミニウム箔の間に、0.5
mmｔのチタンシートをそう入して重ねたものを使
用した。また洗浄は実施例１と同様に実行し、約
１〜2.6×10-4Torrの真空中、圧力２Kg／mm2、温
度650℃で、60分間拡散接合した。せん断強さは
２〜７Kg／mm2であつた。
しては、0.02mmｔのアルミニウム箔の間に、0.5
mmｔのチタンシートをそう入して重ねたものを使
用した。また洗浄は実施例１と同様に実行し、約
１〜2.6×10-4Torrの真空中、圧力２Kg／mm2、温
度650℃で、60分間拡散接合した。せん断強さは
２〜７Kg／mm2であつた。
この実施例の場合、インサート材としてチタン
シートを使用しない実施例１に比し、せん断強さ
が若干大となるものである。
シートを使用しない実施例１に比し、せん断強さ
が若干大となるものである。
実施例 ２
実施例２のインサート材を、0.02mmｔの銀箔の
間に、0.5mmｔのチタンシートをそう入して重ね
たものとした。これらを約0.5〜２×10-4Torrの
真空中、圧力２Kg／mm2、温度850℃で60分間拡散
接合した。せん断強さは２〜10Kg／mm2であつた。
間に、0.5mmｔのチタンシートをそう入して重ね
たものとした。これらを約0.5〜２×10-4Torrの
真空中、圧力２Kg／mm2、温度850℃で60分間拡散
接合した。せん断強さは２〜10Kg／mm2であつた。
この実施例において、インサート材としてチタ
ンシートを廃し、銀箔のみとした場合は、接合は
するが、接合強さは極めて弱く、実用に供し得る
ものではなかつた。
ンシートを廃し、銀箔のみとした場合は、接合は
するが、接合強さは極めて弱く、実用に供し得る
ものではなかつた。
なおインサート材としてチタンシートのみ使用
した場合は、接合するがSic材が破損した。
した場合は、接合するがSic材が破損した。
実施例 ３
Sic材は実施例１と同様とし、インサート材と
して、厚み0.03mmのアルミニウム箔の間に、厚み
0.1mmの純ジルコニウム（Zr）シートをそう入し
て重ねたものを使用した。そして約３〜４×
10-4Torrの真空中で、圧力約２Kg／mm2、温度670
〜700℃で60分間拡散接合した。その結果良好な
接合が得られ、１〜４Kg／mm2のせん断強さであつ
た。
して、厚み0.03mmのアルミニウム箔の間に、厚み
0.1mmの純ジルコニウム（Zr）シートをそう入し
て重ねたものを使用した。そして約３〜４×
10-4Torrの真空中で、圧力約２Kg／mm2、温度670
〜700℃で60分間拡散接合した。その結果良好な
接合が得られ、１〜４Kg／mm2のせん断強さであつ
た。
実施例 ４
実施例３のチタンシートの代りに、厚み0.1mm
の純Zrシートを使用し、約３〜７×10-4Torrの
真空中、圧力約２Kg／mm2、850℃で60分間拡散接
合した。良好な接合が得られ、せん断強さ１〜６
Kg／PHであつた。
の純Zrシートを使用し、約３〜７×10-4Torrの
真空中、圧力約２Kg／mm2、850℃で60分間拡散接
合した。良好な接合が得られ、せん断強さ１〜６
Kg／PHであつた。
なお実施例４および５において、インサート材
をZrシートのみとした場合は、約10-5〜２×
10-4Torrの真空中、圧力約２Kg／mm2、850〜880
℃で60分間拡散接合したが、うまく接合せず、
Sic−Zr面ではく離した。
をZrシートのみとした場合は、約10-5〜２×
10-4Torrの真空中、圧力約２Kg／mm2、850〜880
℃で60分間拡散接合したが、うまく接合せず、
Sic−Zr面ではく離した。
実施例 ５
実施例１ないし５のSi系セラミツクスを、
Si3N4として、それぞれと同様の拡散接合を実行
しても、それぞれのせん断強さが得られた。また
SiCとSi3N4とを拡散接合しても同様結果が得ら
れた。
Si3N4として、それぞれと同様の拡散接合を実行
しても、それぞれのせん断強さが得られた。また
SiCとSi3N4とを拡散接合しても同様結果が得ら
れた。
前述各実施例における拡散接合時の、ふん囲
気、圧力および時間は従来公知の拡散接合の技術
によつて決定されるべく、特に温度はSiやインサ
ート材間の共晶温度以上かつこれらの材料の溶融
点以下で定められる。
気、圧力および時間は従来公知の拡散接合の技術
によつて決定されるべく、特に温度はSiやインサ
ート材間の共晶温度以上かつこれらの材料の溶融
点以下で定められる。
またインサート材のAl、Ag、Ti、Zrは純金属
でなく共、これらを主成分とする合金（例えば
Al−Si、Al−Cu、Al−Mg、Ag−Cu、Ag−Si、
Ti−Cu、Ti−Ni、Zr−Si、Zr−Cr、Zr−Niな
ど）であつてもよく、また箔以外のシートであつ
てもよい。
でなく共、これらを主成分とする合金（例えば
Al−Si、Al−Cu、Al−Mg、Ag−Cu、Ag−Si、
Ti−Cu、Ti−Ni、Zr−Si、Zr−Cr、Zr−Niな
ど）であつてもよく、また箔以外のシートであつ
てもよい。
また前述実施例以外の、Siと共晶しうる金属を
インサート材に選定して拡散接合を行なつたがい
ずれもその接合が不充分で実用に供し得なかつ
た。これはこれらインサート材とセラミツクス材
との熱膨張係数の差によるものと考えられる。
インサート材に選定して拡散接合を行なつたがい
ずれもその接合が不充分で実用に供し得なかつ
た。これはこれらインサート材とセラミツクス材
との熱膨張係数の差によるものと考えられる。
この発明は前述のとおりであるから、シリコン
系セラミツクス相互の接続を簡単かつ強固に実行
しうるという、特有かつ顕著な効果を奏しうるも
のである。
系セラミツクス相互の接続を簡単かつ強固に実行
しうるという、特有かつ顕著な効果を奏しうるも
のである。
Claims (1)
- １ シリコン系セラミツクス相互を拡散接合する
方法であつて、アルミニウムもしくは銀を主成分
とする金属箔の間にチタンもしくはジルコニウム
を主成分とする金属薄板を挾持したものをインサ
ート材として使用することを特徴とする前記拡散
接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16904882A JPS5957972A (ja) | 1982-09-27 | 1982-09-27 | 拡散接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16904882A JPS5957972A (ja) | 1982-09-27 | 1982-09-27 | 拡散接合方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5957972A JPS5957972A (ja) | 1984-04-03 |
| JPH0222024B2 true JPH0222024B2 (ja) | 1990-05-17 |
Family
ID=15879352
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16904882A Granted JPS5957972A (ja) | 1982-09-27 | 1982-09-27 | 拡散接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5957972A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4762269A (en) * | 1985-05-24 | 1988-08-09 | Kernforschungsanlage Julich Gmbh | Method of joining molded silicon carbide parts |
| JPH06105722B2 (ja) * | 1985-10-14 | 1994-12-21 | 株式会社日立製作所 | セラミック接合方法及びセラミックパッケージの製法及びセラミックパッケージ |
| US4884737A (en) * | 1987-05-21 | 1989-12-05 | Lanxide Technology Company, Lp | Method for surface bonding of ceramic bodies |
| US4961529A (en) * | 1987-12-24 | 1990-10-09 | Kernforschungsanlage Julich Gmbh | Method and components for bonding a silicon carbide molded part to another such part or to a metallic part |
| JP5809884B2 (ja) * | 2011-08-30 | 2015-11-11 | 美濃窯業株式会社 | 炭化ホウ素含有セラミックス接合体及び該接合体の製造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4948707A (ja) * | 1972-05-03 | 1974-05-11 |
-
1982
- 1982-09-27 JP JP16904882A patent/JPS5957972A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4948707A (ja) * | 1972-05-03 | 1974-05-11 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5957972A (ja) | 1984-04-03 |
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