JPH0337165A - セラミックスと金属との接合方法 - Google Patents
セラミックスと金属との接合方法Info
- Publication number
- JPH0337165A JPH0337165A JP17256789A JP17256789A JPH0337165A JP H0337165 A JPH0337165 A JP H0337165A JP 17256789 A JP17256789 A JP 17256789A JP 17256789 A JP17256789 A JP 17256789A JP H0337165 A JPH0337165 A JP H0337165A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal
- melting point
- metal plate
- ceramics
- heat treatment
- 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.)
- Granted
Links
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 150
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 150
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims abstract description 80
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 54
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 54
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 43
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 41
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 37
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 229910017944 Ag—Cu Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 238000005219 brazing Methods 0.000 claims description 54
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 27
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 abstract description 12
- 238000005476 soldering Methods 0.000 abstract 6
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 abstract 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 13
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 7
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 6
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002905 metal composite material Substances 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000001993 wax Substances 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 2
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000005489 elastic deformation Effects 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 239000010902 straw Substances 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
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との接合方法に関し、更に
詳しくは残留応力が小さく、かつ、接合強度が大きいセ
ラ壽ツクス金属接合体を得るための方法に関する。
詳しくは残留応力が小さく、かつ、接合強度が大きいセ
ラ壽ツクス金属接合体を得るための方法に関する。
〔従来の技術）
従来、セラミックスと金属とを接合する方法としては、
活性金属法、高融点金属法等の金属ソルダー法が知られ
ている。
活性金属法、高融点金属法等の金属ソルダー法が知られ
ている。
これらの方法の中で活性金属法は、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｂｅ等
の金属単体またはそれらの合金の活性金属をセラミック
スと接合する金属との間に介在させ、それによりセラ砒
ツクス表面の濡れ性を向上させ、セラミックスと金属と
を接合する方法である。
の金属単体またはそれらの合金の活性金属をセラミック
スと接合する金属との間に介在させ、それによりセラ砒
ツクス表面の濡れ性を向上させ、セラミックスと金属と
を接合する方法である。
この活性金属法を使用した例として、活性金属のＴｉと
共にＡｇＣｕロウ材を、セラミックスであるＳｉＣと金
属であるステンレス鋼との間に介在させて、両者を接合
する方法が提案されているや 〔矢野豊彦他；窯業協会
誌、９５（３）（１９８７）、Ｐ３５７〜３６２〕とこ
ろで、上記のように熱膨張係数差の大きいセラミックス
と金属とを接合する場合、接合後の冷却過程において、
両者の熱膨張の差に起因する残留応力のうち引張応力が
接合面近傍のセラミックス自由表面に働き、セラミック
スにクランクが入る問題がある。
共にＡｇＣｕロウ材を、セラミックスであるＳｉＣと金
属であるステンレス鋼との間に介在させて、両者を接合
する方法が提案されているや 〔矢野豊彦他；窯業協会
誌、９５（３）（１９８７）、Ｐ３５７〜３６２〕とこ
ろで、上記のように熱膨張係数差の大きいセラミックス
と金属とを接合する場合、接合後の冷却過程において、
両者の熱膨張の差に起因する残留応力のうち引張応力が
接合面近傍のセラミックス自由表面に働き、セラミック
スにクランクが入る問題がある。
上記残留応力を緩和する方法として、第１にＡ２、Ｃｕ
等の軟質金属をセラミックスと金属との間に挿入し、軟
質金属の塑性変形によってセラ４ツクスと金属との間の
熱膨張差を吸収する方法、第２に前記軟質金属が一般に
熱膨張係数が大きいため、この軟質金属と金属又はセラ
ミックスとの間に、Ｗ、ＷＣ，Ｍｏ等の低熱膨張率の金
属を挿入し、前記軟質金属の収縮を抑制し、熱ｌ１１張
差の低減を図る方法〔岩本信也；工学材料、３６ （９
）（１９ＢＢ）、Ｐ５４〜Ｐ５７〕があるが、前記両者
の方法においても強固な接合が実現できなかった。
等の軟質金属をセラミックスと金属との間に挿入し、軟
質金属の塑性変形によってセラ４ツクスと金属との間の
熱膨張差を吸収する方法、第２に前記軟質金属が一般に
熱膨張係数が大きいため、この軟質金属と金属又はセラ
ミックスとの間に、Ｗ、ＷＣ，Ｍｏ等の低熱膨張率の金
属を挿入し、前記軟質金属の収縮を抑制し、熱ｌ１１張
差の低減を図る方法〔岩本信也；工学材料、３６ （９
）（１９ＢＢ）、Ｐ５４〜Ｐ５７〕があるが、前記両者
の方法においても強固な接合が実現できなかった。
また、活性金属法と応力緩和材とを用いてセラミックス
と金属とを接合する前記矢野豊彦他の報告〔窯業協会誌
、９５ （３）（１９８７）、Ｐ３５７〜３６２〕によ
れば、セラミックスであるＳｉＣと金属であるステンレ
ス鋼とを接合するため、第２図に示すように、接合する
セラミックス（ＳｉＣ）２１と金属（ステンレスｔ！＠
）２５との間に、３層のＡ ｇ −Ｃｕ Ｏつ２３．２
３．２３を配設するとともに、セラくンクス２１側のＡ
ｇ−Ｃｕロウ２３．２３間にＴｉ２２をインサートし、
金属２２例のＡｇ−Ｃｕロウ２３．２３間に応力緩和層
（ＭＯ）２４をインサートして、８１０℃の温度の熱処
理により接合している。
と金属とを接合する前記矢野豊彦他の報告〔窯業協会誌
、９５ （３）（１９８７）、Ｐ３５７〜３６２〕によ
れば、セラミックスであるＳｉＣと金属であるステンレ
ス鋼とを接合するため、第２図に示すように、接合する
セラミックス（ＳｉＣ）２１と金属（ステンレスｔ！＠
）２５との間に、３層のＡ ｇ −Ｃｕ Ｏつ２３．２
３．２３を配設するとともに、セラくンクス２１側のＡ
ｇ−Ｃｕロウ２３．２３間にＴｉ２２をインサートし、
金属２２例のＡｇ−Ｃｕロウ２３．２３間に応力緩和層
（ＭＯ）２４をインサートして、８１０℃の温度の熱処
理により接合している。
〔発明が解決しようとするｉｉ題）
しかし、なから、前記の方法においては、ろう付は温度
が高融点ろう材（Ａ ｇ −Ｃｕ ）の液相線の８００
℃以上で行われるため、セラミックス２１と金属２５と
を接合した場合、セラミックス２１中に発生する残留応
力の緩和が未だ不充分であった。
が高融点ろう材（Ａ ｇ −Ｃｕ ）の液相線の８００
℃以上で行われるため、セラミックス２１と金属２５と
を接合した場合、セラミックス２１中に発生する残留応
力の緩和が未だ不充分であった。
本発明の目的は、上記した従来技術の課題を解決し、セ
ラミックスと金属との接合に際して、両者間の熱膨張の
差に起因する残留応力を抑制し、セラミックスにクラン
クが発生するのを防止し、健全で強固な接合体を得るこ
とができるセラミックスと金属との接合方法を提供する
ことにある。
ラミックスと金属との接合に際して、両者間の熱膨張の
差に起因する残留応力を抑制し、セラミックスにクラン
クが発生するのを防止し、健全で強固な接合体を得るこ
とができるセラミックスと金属との接合方法を提供する
ことにある。
上記した目的は、セラミックス部材と金属部材とを接合
する方法において、前記セラミックス部材を高融点ろう
材を介して活性金属板と第１の熱処理工程により接合し
、次いで、前記活性金属板と前記金属部材との間に、応
力緩和材層を挟んだ前記高融点ろう材よりも低い融点を
有する低融点ろう材を挿入し、前記第１の熱処理工程よ
りも低い温度の第２の熱処理工程により接合することに
よって達成される。
する方法において、前記セラミックス部材を高融点ろう
材を介して活性金属板と第１の熱処理工程により接合し
、次いで、前記活性金属板と前記金属部材との間に、応
力緩和材層を挟んだ前記高融点ろう材よりも低い融点を
有する低融点ろう材を挿入し、前記第１の熱処理工程よ
りも低い温度の第２の熱処理工程により接合することに
よって達成される。
本発明は上記の手段を採用したことにより、第１の熱処
理工程では、活性金属板が高融点ろう材中に拡散して高
融点ろう材のセラミックス部材に対する濡れ性が向上す
るとともに、活性金属板に塑性変形が起こり、熱膨張差
がほとんど吸収され、セラミックス部材に発生する残留
応力はセラミックス強度に対して無視し得る程度に小さ
いものとなり、次の低融点ろう材のろう付は温度で加熱
処理される第２の熱処理工程では、加熱温度が低くセラ
ミックス部材側と金属部材側との熱膨張差が少なく、か
つ応力緩和材層の介在によって残留応力の発生も低減し
−また、前記第１の熱処理工程における残留応力を焼鈍
し効果により緩和できることとなる。
理工程では、活性金属板が高融点ろう材中に拡散して高
融点ろう材のセラミックス部材に対する濡れ性が向上す
るとともに、活性金属板に塑性変形が起こり、熱膨張差
がほとんど吸収され、セラミックス部材に発生する残留
応力はセラミックス強度に対して無視し得る程度に小さ
いものとなり、次の低融点ろう材のろう付は温度で加熱
処理される第２の熱処理工程では、加熱温度が低くセラ
ミックス部材側と金属部材側との熱膨張差が少なく、か
つ応力緩和材層の介在によって残留応力の発生も低減し
−また、前記第１の熱処理工程における残留応力を焼鈍
し効果により緩和できることとなる。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第１図（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）は本発明のセラミック
スと金属との接合方法の一実施例を示す工程図である。
スと金属との接合方法の一実施例を示す工程図である。
第１図（Ａ）において、まず、セラごツタス部材１と活
性金属板２との間に高融点ろう材３を挿入して第１の熱
処理工程■を施す。
性金属板２との間に高融点ろう材３を挿入して第１の熱
処理工程■を施す。
セラミックス部材ｌとしては、ＳｉＣ，ＳｔＮ等の炭化
物、窒化物等を採用することができる。
物、窒化物等を採用することができる。
また、活性金属板２としては、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｂｅ等を挙
げることができる。
げることができる。
ここで活性金属板２の厚みは、厚すぎるとセラミックス
部材１中に強度以上の応力（引張応力）が発生するので
５０μｍ以下とすることが望ましく、また第１の熱処理
工程のにおいて拡散消失しない程度の厚み、例えば５μ
ｍ以上が望ましい。
部材１中に強度以上の応力（引張応力）が発生するので
５０μｍ以下とすることが望ましく、また第１の熱処理
工程のにおいて拡散消失しない程度の厚み、例えば５μ
ｍ以上が望ましい。
また、高融点ろう材３としては、後段の工程第１図（Ｃ
）で使用されるろう材よりも高い融点を有するろう材、
例えば融点７５０℃以上のろう材が使用される。このよ
うな高融点ろう材としては、Ａｇ−Ｃｕｏつ、Ａ ｇ
Ｏつ、ＮｉＯつ、Ｐｄロウ等が挙げられる。
）で使用されるろう材よりも高い融点を有するろう材、
例えば融点７５０℃以上のろう材が使用される。このよ
うな高融点ろう材としては、Ａｇ−Ｃｕｏつ、Ａ ｇ
Ｏつ、ＮｉＯつ、Ｐｄロウ等が挙げられる。
上記第１の熱処理工程のでは、前記高融点るう材３の液
相線よりも高い温度でろう付に必要な雰囲気で所定時間
加熱される。
相線よりも高い温度でろう付に必要な雰囲気で所定時間
加熱される。
この第１の熱処理工程■によって、活性金属板２に塑性
変形が起こり、セラミックス部材１との間の熱膨張差が
ほとんど吸収されるとともに、この活性金属板２中に残
る弾性変形によるエネルギーは小さいため、セラミック
ス部材１に発生する残留応力は小さく、セラミックスの
強度に対して残留応力は無視で・きる程度である。
変形が起こり、セラミックス部材１との間の熱膨張差が
ほとんど吸収されるとともに、この活性金属板２中に残
る弾性変形によるエネルギーは小さいため、セラミック
ス部材１に発生する残留応力は小さく、セラミックスの
強度に対して残留応力は無視で・きる程度である。
この第１の熱処理工程のによって、第１図（Ｂ）に示す
ようなセラミックス部材１と活性金属板２との間に反応
層４が形成されて、両者が接合したセラミックス活性金
属複合体５が形成される。
ようなセラミックス部材１と活性金属板２との間に反応
層４が形成されて、両者が接合したセラミックス活性金
属複合体５が形成される。
次に第１図（Ｃ）に示すようにセラミックス活性金属複
合体５とステンレス鋼等の金属部材６との間に、前記第
１図（Ａ）におけるろう材よりも融点の低い２層の低融
点ろう材７ａ、７層間に応力緩和材層８を挟持したもの
を挿入し、第２の熱処理工程を施す。
合体５とステンレス鋼等の金属部材６との間に、前記第
１図（Ａ）におけるろう材よりも融点の低い２層の低融
点ろう材７ａ、７層間に応力緩和材層８を挟持したもの
を挿入し、第２の熱処理工程を施す。
上記の低融点ろう材７ａ、７ｂとしては、例えば融点７
００ ”Ｃ以下のＡｇ−Ｃｕ−Ｚｎ−Ｃｄロウ等が挙げ
られる。
００ ”Ｃ以下のＡｇ−Ｃｕ−Ｚｎ−Ｃｄロウ等が挙げ
られる。
前記応力緩和材層８としては、前記金属部材６および活
性金属板２より熱処理による塑性変形が大きいＣｕ、Ａ
Ｉ等の軟質金属板の単体を用いることができ、また、前
記金属部材６の熱膨張率よりも小さい熱膨張率、望まし
くは熱膨張係数８ Ｘ １０−”／”Ｃ以下の、例えば
、Ｗ、ＷＣ，Ｍｏ等の低熱膨張係数の金属板の単体を用
いることができ、さらに、セラミックス側に前記金属部
材６および活性金属板２より熱処理による塑性変形が大
きいＣｕ、ＡＩ等の軟質金属板を有し、前記金属部材側
に前記金属部材６の熱膨張率よりも小さい熱膨張率、望
ましくは熱膨張係数８ Ｘ １０−’／”ｃ以下の、例
えば、Ｗ、ＷＣ，Ｍｏ等の低熱膨張係数の金属板を有し
、両金属板間に前記低融点ろう材を挟持したものを用い
ることができる。
性金属板２より熱処理による塑性変形が大きいＣｕ、Ａ
Ｉ等の軟質金属板の単体を用いることができ、また、前
記金属部材６の熱膨張率よりも小さい熱膨張率、望まし
くは熱膨張係数８ Ｘ １０−”／”Ｃ以下の、例えば
、Ｗ、ＷＣ，Ｍｏ等の低熱膨張係数の金属板の単体を用
いることができ、さらに、セラミックス側に前記金属部
材６および活性金属板２より熱処理による塑性変形が大
きいＣｕ、ＡＩ等の軟質金属板を有し、前記金属部材側
に前記金属部材６の熱膨張率よりも小さい熱膨張率、望
ましくは熱膨張係数８ Ｘ １０−’／”ｃ以下の、例
えば、Ｗ、ＷＣ，Ｍｏ等の低熱膨張係数の金属板を有し
、両金属板間に前記低融点ろう材を挟持したものを用い
ることができる。
上記第２０熱処理工程■では、前記低融点ろう材７ａ、
７ｂの液相線付近の温度でろう付けに必要な雰囲気で所
定時間加熱される。
７ｂの液相線付近の温度でろう付けに必要な雰囲気で所
定時間加熱される。
この第２の熱処理工程■においては、必要に応じてフラ
ックスを用いることが望ましい。
ックスを用いることが望ましい。
フラックスを使用することによって、フラックスの酸化
膜除去作用により、前記応力緩和材層８およびステンレ
ス鋼等の金属部材６のろう付けする面を活性化させ、こ
れらの金属に対する低融点ろう材７ａ、７ｂの濡れを良
好にすることができる。
膜除去作用により、前記応力緩和材層８およびステンレ
ス鋼等の金属部材６のろう付けする面を活性化させ、こ
れらの金属に対する低融点ろう材７ａ、７ｂの濡れを良
好にすることができる。
また、この第２の熱処理工程■においては、罰記第１の
熱処理工程■の熱処理温度に比べて低くできるので、第
１の熱処理工程のでセラミックス部材１と活性金属板２
との間に発生した残留応力を焼鈍の作用により緩和でき
るとともに、前記セラミックス活性金属複合体５と金属
部材６との間の熱膨張の差を応力緩和材層８で吸収して
減少でき、従来法の如く、高融点ろう材のろう付は温度
に加熱して一度にセラ藁ツクス部材とステンレス鋼等の
金属部材とを接合する方法の場合に比べて、セラミック
ス部材中に発生する最大主応力を最大５０％程度まで減
少させることができる。
熱処理工程■の熱処理温度に比べて低くできるので、第
１の熱処理工程のでセラミックス部材１と活性金属板２
との間に発生した残留応力を焼鈍の作用により緩和でき
るとともに、前記セラミックス活性金属複合体５と金属
部材６との間の熱膨張の差を応力緩和材層８で吸収して
減少でき、従来法の如く、高融点ろう材のろう付は温度
に加熱して一度にセラ藁ツクス部材とステンレス鋼等の
金属部材とを接合する方法の場合に比べて、セラミック
ス部材中に発生する最大主応力を最大５０％程度まで減
少させることができる。
したがって、第１の熱処理工程■および第２の熱処理工
程■を経てセラミックス部材１とステンレス鋼等の金属
部材６との間が、上記のような２段階の熱処理で種々の
金属が溶融混合されて形成される挿入金属層９を介して
強固に接合されるとともに、セラミックス部材ｌ側には
、残留応力によるクランクの発生もないものとなる。
程■を経てセラミックス部材１とステンレス鋼等の金属
部材６との間が、上記のような２段階の熱処理で種々の
金属が溶融混合されて形成される挿入金属層９を介して
強固に接合されるとともに、セラミックス部材ｌ側には
、残留応力によるクランクの発生もないものとなる。
以下、さらに具体例で説明する。
実施例−１
第１図（Ａ）において、
セラミックス部材１ ：ＳｉＣ
活性金属板２ ：チタン（Ｔ ｉ ）板３０μｍ
高融点ろう材３ ：ＢＡｇ８０つ板００μｍ
液相線 ７８０″Ｃ
を用い、真空炉にてろう付温度８２０℃１保持時間３分
の条件で第１の熱処理工程■を施した。
の条件で第１の熱処理工程■を施した。
次に第１図（Ｃ）において、
低融点ろう材７ａ、７ｂ：ＢＡｇｌロウ板１０μｍ
液相線 ６２０ ’Ｃ
応力緩和材層８ ：銅（Ｃｕ）板
５００μｍ
を用い、フラックスを使用して高周波加熱によりろう付
は温度６２０℃、保持時間３分で第２の熱処理工程■を
施した。
は温度６２０℃、保持時間３分で第２の熱処理工程■を
施した。
この結果、セラミックス部材１にクランクのない健全で
強固なセラミックスと金属との接合体が得られた。
強固なセラミックスと金属との接合体が得られた。
実施例−２
第１図（Ａ）において、
セラミックス部材１． ： Ｓ Ｉ Ｃ活性金属板２
：チタン（Ｔｉ）板３０ μ ｍ 高融点ろう材３ ：ＢＡｇ８０つ板１０ ｕ ｍ 液相線 ７８０℃ を用い、真空炉にてろう付温度８２０″Ｃ１保持時間３
分の条件で第１の熱処理工程のを施した。
：チタン（Ｔｉ）板３０ μ ｍ 高融点ろう材３ ：ＢＡｇ８０つ板１０ ｕ ｍ 液相線 ７８０℃ を用い、真空炉にてろう付温度８２０″Ｃ１保持時間３
分の条件で第１の熱処理工程のを施した。
次に第１図（Ｃ）において、
低融点ろう材７ａ、７ｂ：ＢＡｇｌロウ板０ｕｍ
液相＆ｌｉｌ ６２０℃
応力緩和材層８ ：タングステン（−）板５００１１
ｍ を用い、フラックスを使用して高周波加熱によりろう付
は温度６２０℃１保持時間３分で第２の熱処理工程■を
施した。
ｍ を用い、フラックスを使用して高周波加熱によりろう付
は温度６２０℃１保持時間３分で第２の熱処理工程■を
施した。
この結果、前記実施例−１と同様にセラミックス部材１
にクラックのない健全で強固なセラミックスと金属との
接合体が得られた。
にクラックのない健全で強固なセラミックスと金属との
接合体が得られた。
実施例−３
第１図（Ａ）において、
セラミックス部材１：ＳｉＣ
活性金属板２ ：チタン（ＴＩ）板３０ μ ｍ
高融点ろう材３ ：ＢＡｇＢロウ板１０ ｔＩ
ｍ 液相線 ７８０ ’Ｃ を用い、真空炉にてろう付温度８２０℃１保持時間３分
の条件で第１の熱処理工程■を施した。
ｍ 液相線 ７８０ ’Ｃ を用い、真空炉にてろう付温度８２０℃１保持時間３分
の条件で第１の熱処理工程■を施した。
次に第１図（Ｃ）において、
低融点ろう材７ａ、７ｂ： ＢＡｇ １ ｏつ仮１０
μ ｍ 液相線 ６２０ ’Ｃ 応力緩和材層８ ：セラミックス側に銅（Ｃｕ）板５
００ｕｍ 中間にＢＡｇｌロウ 板 １１０１Ｉ 金属部材側にタング ステン（副板５００μｍｎ を用い、フラックスを使用して高周波加熱によりろう付
は温度６２０℃１保持時間３分で第２の熱処理工程■を
施した。
μ ｍ 液相線 ６２０ ’Ｃ 応力緩和材層８ ：セラミックス側に銅（Ｃｕ）板５
００ｕｍ 中間にＢＡｇｌロウ 板 １１０１Ｉ 金属部材側にタング ステン（副板５００μｍｎ を用い、フラックスを使用して高周波加熱によりろう付
は温度６２０℃１保持時間３分で第２の熱処理工程■を
施した。
この結果、前記実施例−１および実施例−２と同様にセ
ラミックス部材ｌにクラックのない健全で強固なセラ壽
ツクスと金属との接合体が得られた。
ラミックス部材ｌにクラックのない健全で強固なセラ壽
ツクスと金属との接合体が得られた。
以上のように本発明によれば、セラミックス部材を高融
点ろう材を介して活性金属板と第１の熱処理工程により
接合し、次いで、前記活性金属板と金属部材との間に、
応力緩和材層を挟んだ前記高融点ろう材よりも低い融点
を有する低融点ろう材を挿入し、前記第１の熱処理工程
よりも低い温度の第２の熱処理工程により接合するので
、熱膨張係数差の大きいセラミックスと金属とを接合す
る際、セラミックス部材に熱膨張差に起因する残留応力
の発生を確実に抑制することができるとともに、健全で
強固なセラミックス金属接合体を製造することができる
ものである。
点ろう材を介して活性金属板と第１の熱処理工程により
接合し、次いで、前記活性金属板と金属部材との間に、
応力緩和材層を挟んだ前記高融点ろう材よりも低い融点
を有する低融点ろう材を挿入し、前記第１の熱処理工程
よりも低い温度の第２の熱処理工程により接合するので
、熱膨張係数差の大きいセラミックスと金属とを接合す
る際、セラミックス部材に熱膨張差に起因する残留応力
の発生を確実に抑制することができるとともに、健全で
強固なセラミックス金属接合体を製造することができる
ものである。
第１図（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）は本発明のセラミック
スと金属との接合方法の一実施例を禾す工程図、第２図
は従来の接合方法の一例を示す説明図である。 １・・・・・・セラミックス部材 ２・・・・・・活性金属板 ３・・・・・・高融点ろう材 ４・・・・・・反応層 ５・・・・・・セラミックス活性金属複合体６・・・・
・・金属部材（ステンレス鋼）７ａ、７ｂ・・・・・・
低融点ろう材 ８・・・・・・応力緩和材層 ９・・・・・・挿入金属層 （Ｃ） 第１図 （Ｄ） 第２図
スと金属との接合方法の一実施例を禾す工程図、第２図
は従来の接合方法の一例を示す説明図である。 １・・・・・・セラミックス部材 ２・・・・・・活性金属板 ３・・・・・・高融点ろう材 ４・・・・・・反応層 ５・・・・・・セラミックス活性金属複合体６・・・・
・・金属部材（ステンレス鋼）７ａ、７ｂ・・・・・・
低融点ろう材 ８・・・・・・応力緩和材層 ９・・・・・・挿入金属層 （Ｃ） 第１図 （Ｄ） 第２図
Claims (12)
- （１）セラミックス部材と金属部材とを接合する方法に
おいて、前記セラミックス部材を高融点ろう材を介して
活性金属板と第１の熱処理工程により接合し、次いで、
前記活性金属板と前記金属部材との間に、応力緩和材層
を挟んだ前記高融点ろう材よりも低い融点を有する低融
点ろう材を挿入し、前記第１の熱処理工程よりも低い温
度の第２の熱処理工程により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）前記活性金属板の厚みが５〜５０μｍである請求
項１記載のセラミックスと金属との接合方法。 - （３）前記応力緩和材層が、前記金属部材よりも熱膨張
係数が小さい金属板からなる請求項１記載のセラミック
スと金属との接合方法。 - （４）前記応力緩和材層が、前記金属部材および活性金
属板よりも熱処理による塑性変形が大きい軟質金属板か
らなる請求項１記載のセラミックスと金属との接合方法
。 - （５）前記応力緩和材層が、セラミックス側に前記金属
部材および活性金属板よりも熱処理による塑性変形が大
きい軟質金属板を有し、前記金属部材側に前記金属部材
よりも熱膨張係数が小さい金属板を有し、両金属板間に
前記低融点ろう材を配設したものである請求項１記載の
セラミックスと金属との接合方法。 - （６）前記高融点ろう材が、融点７５０℃以上のろう材
であり、前記低融点ろう材が融点７００℃以下のろう材
である請求項１記載のセラミックスと金属との接合方法
。 - （７）前記金属部材よりも熱膨張係数が小さい金属板が
、熱膨張係数８×１０＾−＾６／℃以下の金属である請
求項３記載のセラミックスと金属との接合方法。 - （８）前記軟質金属板が、ＣｕまたはＡｌである請求項
４記載のセラミックスと金属との接合方法。 - （９）前記融点７５０℃以上のろう材が、Ａｇ−Ｃｕロ
ウ、Ａｇロウ、ＮｉロウおよびＰｄロウから選ばれる少
なくとも１種であり、前記融点７００以下のろう材が、
Ａｇ−Ｃｕ− Ｚｎ−Ｃｄロウである請求項５記載のセラミックスと金
属との接合方法。 - （１０）前記セラミックス部材がＳｉＣ系セラミックス
からなり、前記金属部材がステンレス鋼である請求項１
記載のセラミックスと金属との接合方法。 - （１１）前記活性金属板がＴｉ、ＺｒおよびＢｅから選
ばれる少なくとも１種である請求項１記載のセラミック
スと金属との接合方法。 - （１２）前記熱膨張係数８×１０＾−＾６／℃以下の金
属が、Ｗ、ＷＣおよびＭｏから選ばれる少なくとも１種
である請求項７記載のセラミックスと金属との接合方法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1172567A JPH0649623B2 (ja) | 1989-07-04 | 1989-07-04 | セラミックスと金属との接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1172567A JPH0649623B2 (ja) | 1989-07-04 | 1989-07-04 | セラミックスと金属との接合方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0337165A true JPH0337165A (ja) | 1991-02-18 |
| JPH0649623B2 JPH0649623B2 (ja) | 1994-06-29 |
Family
ID=15944232
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1172567A Expired - Fee Related JPH0649623B2 (ja) | 1989-07-04 | 1989-07-04 | セラミックスと金属との接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0649623B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001286742A (ja) * | 2000-04-10 | 2001-10-16 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 水素分離膜 |
| DE102017002736A1 (de) | 2016-03-23 | 2017-09-28 | Ngk Insulators, Ltd. | Verbundkörper und verfahren zur herstellung des verbundkörpers |
| CN113909613A (zh) * | 2021-11-05 | 2022-01-11 | 北京航空航天大学 | 一种SiCf/SiC陶瓷基复合材料与镍基高温合金钎焊的方法 |
| CN114043026A (zh) * | 2021-11-12 | 2022-02-15 | 哈尔滨工业大学 | 一种陶瓷-金属中的应力缓解方法 |
| US20220362891A1 (en) * | 2019-10-08 | 2022-11-17 | Rogers Germany Gmbh | Method for producing a metal-ceramic substrate, solder system, and metal-ceramic substrate produced using such a method |
-
1989
- 1989-07-04 JP JP1172567A patent/JPH0649623B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001286742A (ja) * | 2000-04-10 | 2001-10-16 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 水素分離膜 |
| DE102017002736A1 (de) | 2016-03-23 | 2017-09-28 | Ngk Insulators, Ltd. | Verbundkörper und verfahren zur herstellung des verbundkörpers |
| US10208878B2 (en) | 2016-03-23 | 2019-02-19 | Ngk Insulators, Ltd. | Joined body and method for producing joined body |
| DE102017002736B4 (de) | 2016-03-23 | 2019-10-17 | Ngk Insulators, Ltd. | Verbundkörper und verfahren zur herstellung des verbundkörpers |
| US20220362891A1 (en) * | 2019-10-08 | 2022-11-17 | Rogers Germany Gmbh | Method for producing a metal-ceramic substrate, solder system, and metal-ceramic substrate produced using such a method |
| US11945054B2 (en) * | 2019-10-08 | 2024-04-02 | Rogers Germany Gmbh | Method for producing a metal-ceramic substrate, solder system, and metal-ceramic substrate produced using such a method |
| CN113909613A (zh) * | 2021-11-05 | 2022-01-11 | 北京航空航天大学 | 一种SiCf/SiC陶瓷基复合材料与镍基高温合金钎焊的方法 |
| CN114043026A (zh) * | 2021-11-12 | 2022-02-15 | 哈尔滨工业大学 | 一种陶瓷-金属中的应力缓解方法 |
| CN114043026B (zh) * | 2021-11-12 | 2023-08-29 | 哈尔滨工业大学 | 一种陶瓷-金属中的应力缓解方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0649623B2 (ja) | 1994-06-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH0249267B2 (ja) | ||
| JPH0217509B2 (ja) | ||
| JP6451866B2 (ja) | 接合構造体およびその製造方法 | |
| JPS6140624B2 (ja) | ||
| JPS61227971A (ja) | 窒化ケイ素と金属との接合方法 | |
| JPH0777989B2 (ja) | セラミックスと金属の接合体の製造法 | |
| JPH0337165A (ja) | セラミックスと金属との接合方法 | |
| KR100787929B1 (ko) | 비정질 삽입재를 이용한 티타늄-구리 이종 금속간의 저온접합 방법 | |
| US20160340242A1 (en) | Method for connection of parts composed of materials that are difficult to solder | |
| CN111604558B (zh) | 低成本、自活化焊接陶瓷的方法及其应用 | |
| JPH0520392B2 (ja) | ||
| WO1998033620A1 (fr) | Materiau d'adhesion composite de beryllium, d'alliage de cuivre et d'acier inoxydable et procede pour provoquer l'adhesion du composite | |
| JPH0547513B2 (ja) | ||
| JPS59169694A (ja) | 半田接着方法 | |
| CN110683855A (zh) | 一种具有生物相容性的Al2O3/Ti扩散连接方法 | |
| JPH0142914B2 (ja) | ||
| JPH0725674A (ja) | セラミックスと金属の接合体の製造方法 | |
| JPS60166275A (ja) | セラミツクスと金属との接合方法 | |
| JP2000119072A (ja) | 窒化硅素と炭素鋼の接合方法 | |
| JP3352823B2 (ja) | 炭化珪素セラミックスとシリコンとの接合方法 | |
| CN115846788A (zh) | 一种NiTi形状记忆合金与316L不锈钢的低温钎焊方法 | |
| JPH08119760A (ja) | ＳｉＣのろう付方法 | |
| JPS60152382A (ja) | 銅とステンレス鋼との拡散接合方法 | |
| JPH01111783A (ja) | 炭素とセラミックス、炭素又は金属との接合構造 | |
| JPS62235270A (ja) | 焼結セラミツクと金属との接合構造及び接合方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |