JPH0289632A - 金属−セラミックスの接合方法 - Google Patents
金属−セラミックスの接合方法Info
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- JPH0289632A JPH0289632A JP63242998A JP24299888A JPH0289632A JP H0289632 A JPH0289632 A JP H0289632A JP 63242998 A JP63242998 A JP 63242998A JP 24299888 A JP24299888 A JP 24299888A JP H0289632 A JPH0289632 A JP H0289632A
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Landscapes
- Laminated Bodies (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〕
この発明は、金属とセラミックスの接合時に発生する応
力を緩和し、接合部に耐食性を必要とする接合方法に関
するものである。
力を緩和し、接合部に耐食性を必要とする接合方法に関
するものである。
耐食性の悪い応力緩和材料を耐食性の良い接合材料で完
全に覆い耐食性を確保し、セラミックスと接合しない接
合材料により応力緩和材料と被接合材料である金属とを
接合することにより、被接合材料であるセラミックスと
金属の間に生じる応力を応力緩和材料だけで行う様にし
た。
全に覆い耐食性を確保し、セラミックスと接合しない接
合材料により応力緩和材料と被接合材料である金属とを
接合することにより、被接合材料であるセラミックスと
金属の間に生じる応力を応力緩和材料だけで行う様にし
た。
従来、応力緩和材料を用いた接合は、第２図ｔａ＋に示
す様に、被接合材料であるセラミックス２と金属６との
間に、応力緩和材料３とそれを覆う様にセラミックスと
接合できる接合材料４を配置し、加熱接合していた。
す様に、被接合材料であるセラミックス２と金属６との
間に、応力緩和材料３とそれを覆う様にセラミックスと
接合できる接合材料４を配置し、加熱接合していた。
従来の方法であると、第２図（ａｌに示す様にセラミッ
クス２と金属６との間に応力緩和材３が接合材料４とと
もに配置され、接合時に第２図（ｂｌに示す様に、セラ
ミックス２と接合できる接合材料４が溶融したときに、
応力緩和材料３が露呈〕し、耐食性が十分に保てないと
いう欠点を有していた。
クス２と金属６との間に応力緩和材３が接合材料４とと
もに配置され、接合時に第２図（ｂｌに示す様に、セラ
ミックス２と接合できる接合材料４が溶融したときに、
応力緩和材料３が露呈〕し、耐食性が十分に保てないと
いう欠点を有していた。
又、セラミックス２と接合できる接合材料４がブリ、ジ
８を形成し、被接合材料である金属６からセラミックス
２へ直接応力がつたわり、その部分のセラミックス２に
亀裂が生じるという欠点を有していた。そこで本発明は
、従来のこの様な欠点を解決するため、耐食性を完全に
確保したセラミックスに亀裂の生じない接合方法を提供
することを目的としている。
８を形成し、被接合材料である金属６からセラミックス
２へ直接応力がつたわり、その部分のセラミックス２に
亀裂が生じるという欠点を有していた。そこで本発明は
、従来のこの様な欠点を解決するため、耐食性を完全に
確保したセラミックスに亀裂の生じない接合方法を提供
することを目的としている。
上記問題点を解決するため、この発明は、被接合材料で
あるセラミックスに凹部、凸部を設け、凹部内、凸部面
にセラミックスと接合できる接合材料により応力緩和材
料を接合し、その応力緩和材料と被接合材料である金属
とをセラミックスと接合しない接合材料により接合する
様にした。
あるセラミックスに凹部、凸部を設け、凹部内、凸部面
にセラミックスと接合できる接合材料により応力緩和材
料を接合し、その応力緩和材料と被接合材料である金属
とをセラミックスと接合しない接合材料により接合する
様にした。
（作用）
被接合材料であるセラミックスに凹部、凸部を設けるこ
とにより、セラミックスと接合できる接合材料により応
力緩和材料を完全に覆い耐食性が確保でき、応力緩和材
料と被接合材料である金属の接合をセラミックスと接合
しない接合材料を用いて行うことにより、接合材料がセ
ラミックスと金属の間にブリッジを形成することを抑え
、金属からセラミックスへ応力が伝わらず、セラミック
スの亀裂が生じない接合が得られる。
とにより、セラミックスと接合できる接合材料により応
力緩和材料を完全に覆い耐食性が確保でき、応力緩和材
料と被接合材料である金属の接合をセラミックスと接合
しない接合材料を用いて行うことにより、接合材料がセ
ラミックスと金属の間にブリッジを形成することを抑え
、金属からセラミックスへ応力が伝わらず、セラミック
スの亀裂が生じない接合が得られる。
以下に本発明を実施例に基づき説明する。
〔実施例１〕
第１図は、本発明の接合方法の第１実施例を示す断面図
である。セラミックス２には、凹部ｌを設は接合部とし
、その内部に収まる様に応力緩和材料（例えば、銅、ニ
ッケル）３が配置され、セラミックス凹部１と応力緩和
材料３の間隙にセラミックス２と接合される接合材料（
チタン等の活性金属を含む金ろう材） ４を配置し加熱
することにより、接合材料４は毛管現象により応力緩和
材料３を包む様に広がり、応力緩和材料３とセラミック
ス２が接合される０次に、セラミックス２と接合しない
接合材料（チタン等の活性金属を含まない金ろう材）５
により、金属６と応力緩和材料３を接合する。
である。セラミックス２には、凹部ｌを設は接合部とし
、その内部に収まる様に応力緩和材料（例えば、銅、ニ
ッケル）３が配置され、セラミックス凹部１と応力緩和
材料３の間隙にセラミックス２と接合される接合材料（
チタン等の活性金属を含む金ろう材） ４を配置し加熱
することにより、接合材料４は毛管現象により応力緩和
材料３を包む様に広がり、応力緩和材料３とセラミック
ス２が接合される０次に、セラミックス２と接合しない
接合材料（チタン等の活性金属を含まない金ろう材）５
により、金属６と応力緩和材料３を接合する。
この第１実施例によれば、応力緩和材ｔ１４３の耐食性
が悪くても耐食性の良い接合材料４と接合材ネ４５によ
り完全に覆われるため耐食性の良い接合部が得られる。
が悪くても耐食性の良い接合材料４と接合材ネ４５によ
り完全に覆われるため耐食性の良い接合部が得られる。
又、金属６との接合には接合材料５を用いているため金
属６はセラミックス２が直接に接合材料５により継るこ
とはなく、金属６とセラミックス２の熱膨張係数の差に
より生じる応力がセラミックス２に伝わることがなく割
れが生じることもなく、信頼性の高い接合部が得られた
。
属６はセラミックス２が直接に接合材料５により継るこ
とはなく、金属６とセラミックス２の熱膨張係数の差に
より生じる応力がセラミックス２に伝わることがなく割
れが生じることもなく、信頼性の高い接合部が得られた
。
［実施例２］
第３図は、本発明の接合方法の第２実施例を示す断面図
である。セラミックス２に凸部９が、又、金属６に凹部
ｌＯが設けられ接合部を形成し、その凸面部に応力緩和
材料（例えば銅、ニッケル）３がセラミックス２と接合
される接合材料（チタン等の活性金属を含む金ろう材）
４を介して接合される。次に、セラミックス２と接合し
ない接合材料（チタン等の活性金属を含まない金ろう材
）５により、凹部１０を有した金属６の凹部底面１０と
応力緩和材料３を接合する。この第２実施例によれば、
第１実施例と同様に応力緩和材料３の耐食性が悪くても
、耐食性の良い接合材料４と接合材料５により完全に覆
われるため耐食性の良い接合部が得られる。又、金属６
との接合には、接合材料５を用いているため、金属６と
セラミックス２が直接に接合材料５により継ることはな
く、金属６とセラミックス２の熱膨張係数の差により生
じる応力がセラミックスに伝わることもなく割れが生じ
ることもなく、信頼性の高い接合部が得られた。
である。セラミックス２に凸部９が、又、金属６に凹部
ｌＯが設けられ接合部を形成し、その凸面部に応力緩和
材料（例えば銅、ニッケル）３がセラミックス２と接合
される接合材料（チタン等の活性金属を含む金ろう材）
４を介して接合される。次に、セラミックス２と接合し
ない接合材料（チタン等の活性金属を含まない金ろう材
）５により、凹部１０を有した金属６の凹部底面１０と
応力緩和材料３を接合する。この第２実施例によれば、
第１実施例と同様に応力緩和材料３の耐食性が悪くても
、耐食性の良い接合材料４と接合材料５により完全に覆
われるため耐食性の良い接合部が得られる。又、金属６
との接合には、接合材料５を用いているため、金属６と
セラミックス２が直接に接合材料５により継ることはな
く、金属６とセラミックス２の熱膨張係数の差により生
じる応力がセラミックスに伝わることもなく割れが生じ
ることもなく、信頼性の高い接合部が得られた。
〔実施例３〕
第４図は、本発明の接合方法の第３実施例を示す断面図
である。セラミックス２に四部１１が、金属６に凹部１
２が設けられ接合部を形成し、その凹部１１に応力緩和
材料（例えば銅、ニッケル）３が、セラミックス２と接
合される接合材料（チタン等の活性金属を含む金ろう材
）４を介して接合される１次に、セラミックス２と接合
しない接合材ｔ４（チタン等の活性金属を含まない金ろ
う材）５により、金属６と応力緩和材３とを四部１２で
接合すとが判る。
である。セラミックス２に四部１１が、金属６に凹部１
２が設けられ接合部を形成し、その凹部１１に応力緩和
材料（例えば銅、ニッケル）３が、セラミックス２と接
合される接合材料（チタン等の活性金属を含む金ろう材
）４を介して接合される１次に、セラミックス２と接合
しない接合材ｔ４（チタン等の活性金属を含まない金ろ
う材）５により、金属６と応力緩和材３とを四部１２で
接合すとが判る。
この第３実施例によれば、応力緩和材３の耐食性が悪く
とも、接合材料４，５により応力緩和材３が完全に覆わ
れた構造となり、接合材料４，５は耐食性が良い為、結
果として耐食性の良好な接合部が得られる。又、金属６
と応力緩和材３との接合に、チタン等の活性金属を含ま
ない金ろう材を接合材料５として用いる事から、この接
合材料５は、セラミックス２と継ることはなく、金属６
とセラミックス２の熱膨張係数の差による応力がセラミ
ックス２に伝わることもなく、割れが発生せず信頼性の
高い接合部が得られた。
とも、接合材料４，５により応力緩和材３が完全に覆わ
れた構造となり、接合材料４，５は耐食性が良い為、結
果として耐食性の良好な接合部が得られる。又、金属６
と応力緩和材３との接合に、チタン等の活性金属を含ま
ない金ろう材を接合材料５として用いる事から、この接
合材料５は、セラミックス２と継ることはなく、金属６
とセラミックス２の熱膨張係数の差による応力がセラミ
ックス２に伝わることもなく、割れが発生せず信頼性の
高い接合部が得られた。
ここで、いずれの実施例においても接合材料５の接合温
度が接合材料４の接合温度より低い方が、耐食性が良く
、接合強度が高く、割れの発生も少なかった。その温度
差による接合部各特性を示すのが表−１９表−２である
。これらから、温度差としては５０℃以上あることが望
ましい、又、表３に従来方法の接合部特性を示すが、本
発明による接合部の方が明らかに良い品質を有している
こ表−１ 表−２ 表−３ 〔発明の効果〕 以上説明した様に、この発明によると、従来方法に比較
し、格段に信頼性の高い金属とセラミックスの接合が得
られるという効果を有している。
度が接合材料４の接合温度より低い方が、耐食性が良く
、接合強度が高く、割れの発生も少なかった。その温度
差による接合部各特性を示すのが表−１９表−２である
。これらから、温度差としては５０℃以上あることが望
ましい、又、表３に従来方法の接合部特性を示すが、本
発明による接合部の方が明らかに良い品質を有している
こ表−１ 表−２ 表−３ 〔発明の効果〕 以上説明した様に、この発明によると、従来方法に比較
し、格段に信頼性の高い金属とセラミックスの接合が得
られるという効果を有している。
第１図は、本発明の接合方法の第１実施例を示す断面図
、第２図（ａ）、（ト））は、従来の接合方法を示す工
程断面図、第３図は、本発明の接合方法の第２実施例を
示す断面図、第４図は、本発明の接合方法の第３実施例
を示す断面図である。 ・セラミックスと接合される接合材料 ・セラミックスと接合しない接合材料 ・金属 応力緩和材料の露呈部 ・ブリッジ ・セラミックスに形成した凸部 ・金属に形成した凹部底面 以上 出願人 セイコー電子工業株式会社 代理人 弁理士 林 敬 之 助■・・・セラミ
ックスに形成した凹部 ２・・・セラミックス ３・・・応力緩和材料 カナ巴イク・１と示すｍｉ図 第 図 （σ） （ｂ） 従来の播か方法λ示オニ握ｆ１面図 躬 図 ＄、仝明の蹄合方云の第２欠 邂イダ１と示す皿面面 第 １２凹音ひ 本発明の接合ガスの第３文 プ４４４刺 ン七力欠−Ｖし【↑「カロ≧コ８４ 図
、第２図（ａ）、（ト））は、従来の接合方法を示す工
程断面図、第３図は、本発明の接合方法の第２実施例を
示す断面図、第４図は、本発明の接合方法の第３実施例
を示す断面図である。 ・セラミックスと接合される接合材料 ・セラミックスと接合しない接合材料 ・金属 応力緩和材料の露呈部 ・ブリッジ ・セラミックスに形成した凸部 ・金属に形成した凹部底面 以上 出願人 セイコー電子工業株式会社 代理人 弁理士 林 敬 之 助■・・・セラミ
ックスに形成した凹部 ２・・・セラミックス ３・・・応力緩和材料 カナ巴イク・１と示すｍｉ図 第 図 （σ） （ｂ） 従来の播か方法λ示オニ握ｆ１面図 躬 図 ＄、仝明の蹄合方云の第２欠 邂イダ１と示す皿面面 第 １２凹音ひ 本発明の接合ガスの第３文 プ４４４刺 ン七力欠−Ｖし【↑「カロ≧コ８４ 図
Claims (1)
- 応力緩和材を用いて金属とセラミックスとを接合する接
合方法において、前記金属と前記セラミックスの少なく
とも一方に凹部を形成して前記応力緩和材を収納する接
合部とし、前記セラミックスと前記応力緩和材とを前記
接合部で、前記セラミックスと接合できる接合材料で接
合する工程と、前記金属と前記応力緩和材とを前記接合
部で、前記セラミックスと接合しない接合材料で接合す
る工程とからなる金属−セラミックス接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63242998A JP2631309B2 (ja) | 1988-09-28 | 1988-09-28 | 金属−セラミックスの接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63242998A JP2631309B2 (ja) | 1988-09-28 | 1988-09-28 | 金属−セラミックスの接合方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0289632A true JPH0289632A (ja) | 1990-03-29 |
| JP2631309B2 JP2631309B2 (ja) | 1997-07-16 |
Family
ID=17097371
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63242998A Expired - Lifetime JP2631309B2 (ja) | 1988-09-28 | 1988-09-28 | 金属−セラミックスの接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2631309B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0425138A (ja) * | 1990-05-18 | 1992-01-28 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ボンディングツール |
-
1988
- 1988-09-28 JP JP63242998A patent/JP2631309B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0425138A (ja) * | 1990-05-18 | 1992-01-28 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ボンディングツール |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2631309B2 (ja) | 1997-07-16 |
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Legal Events
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