JPH04132669A - セラミックスのろう付方法 - 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、接合強度の高いセラミックスのろう付方法に
関する。

〔従来の技術〕

従来、セラミックスとセラミックス又は金属とをろう付
する方法として、Ｔｉを１〜３重量％含むろう材を用い
、接合面に対し圧力をかけ又はかけずに炉中で加熱する
、いわゆる活性金属法が用いられている。

このときの加熱温度としては、用いるろう材の液相線温
度ないし液相線温度プラス２００℃程度まで幅広い領域
が用いられるが、いずれの場合も一定温度に保持後、降
温しで終了していた。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の加熱方法では、素材強度の高いセラミックスを用
いても、接合部分の強度が低く、セラミックスの特性を
生かせないという問題があった。

〔課題を解決するための手段〕

発明者らは、接合強度を改善すべく研究をすすめ、以下
に述べるような発明をするに至った。

即ち本発明は、セラミックスとセラミックス又は金属と
をろう付するに際し、Ｔｉを１〜３重量％含有する厚さ
３０μｍ以上のろう材箔を用い、接合面に対して垂直方
向に２００〜１０００ｇ／ｃＪの圧力をかけながら、該
ろう材の液相線温度以上液相線温度プラス１０℃以下で
１０分以上保持し、更にその後、液相線温度プラス５０
℃以上の温度に昇温したのち降温することを特徴とする
セラミックスのろう付方法を要旨とする。

Ｔｉを１〜３重量％含むろう打箔は市販されているもの
で良く、例えば国中金属工業社製ＴＫＣ７１０（７０，
６八ｇ　　　２７．４Ｃｕ−２Ｔｉ）　　や、　ＧＴＥ
ＷＥＳＧＯ社製Ｃｕ−八ＢＡ（９２，７５八ｇ−２Ａｎ
３Ｓｉ−２．２５Ｔｉ）などの合金箔が挙げられる。た
だし、箔の厚みが３０μｍ未満では強度向上の効果は少
ない。接合面に対して垂直方向に圧力をかける方法につ
いても従来通りの方法、例えば組立て後重しを載せるな
どが用いられる。この際の圧力としては２００〜１００
０　ｇ　／　ｃｒｆｌの間に限定され、この範囲をはず
れると接合強度向上の効果は薄い。

〔作　用〕

一般に、ろう付層の厚みは薄ければ薄いほど接合強度は
高いといわれている。

このことはセラミックスを用いた場合にも原則的には同
じである。ところがセラミックスの場合、通常のろう材
とは濡れ性が悪いためにＴｉを数％添加した、いわゆる
活性ろうを用いるために、ただ単に薄いろう材を用いた
のではＴｉの絶対量が不足し、接合強度は低下する。

しかし、ろうに含まれるＴｉの量を増加させると、ろう
そのものの強度が低下し、結果として接合強度は向上し
ない。このような理由から、市販の活性ろうは通常２％
程度のＴｉを合作している。

さて、従来の加熱方法の場合、保持温度がろう材の液相
線温度より約５０℃以上高いと、ろう材融液の粘性は充
分低いために接合部以外の部位へ拡がってゆく。このこ
とにより、ろう材層の厚みは用いた箔の厚みより薄くな
る。しかし同時に、セラミックスと反応すべきＴｉも接
合部以外へ移動した分、減少するため、強度の向上は少
ないものと考えられる。

一方、液相線温度プラス５０’Ｃ以下であると、ろう材
融液の粘性が高く、接合部以外への拡がり（はみ出し）
は少ない。

したがって、セラミックスとＴｉの反応層は充分生成す
るが、ろう材層の厚みも厚いため、強度が低いものと考
えられる。

本発明では、液相線温度以上液相線温度プラス１０℃以
下で１０分以上保持することにより、セラミックスとＴ
ｊの反応層が充分生成し、しかるのちに液相線温度プラ
ス５０℃以上に昇温することにより、ろう材が接合部以
外へ拡がり、接合部分のろう材層厚みが薄くなるために
、接合強度が向上するものと思われる。

かける圧力が２０．０ｇ／ｃｍより小さいと、液相線温
度プラス５０℃以上にしてもろう材層厚みが薄くなりに
くく、逆に１０００ｇ／ｃ＋ｆｌより大きいと、セラミ
ックスとＴｉが充分厚い反応層を生成する前にろう材が
接合部以外へ拡がってしまうため、反応不充分となり、
強度の向上がみられないものと思われる。

用いるろう打箔の厚みが３０μｍ未満であると、はじめ
から反応に寄与すべきＴｉの絶対量が不足するため、強
度は向上しないものと思われる。

〔実施例〕

実施例１〜６．比較例１〜７ 国中金属工業社製ＴＫＣ−７１０（Ｔｉ含有量２重量％
）をろう材として用いた。箔の厚さは５０μｍ、７５μ
ｍのものが市販されているため、より厚いものはそれら
を組合せ、複数枚重ねて用いた。薄いものは５０ｐｍの
ものをガラス板にはりつけ、サンドペーパーで削って薄
くシて用いた。

セラミックスは、日本セラチック社製サイアロンＡＳＡ
−ＣＯ５を用い、３Ｘ４Ｘ２０ｍｍの寸法のものを、３
×４の面で接合した。接合の方法は、２ツ割りの厚さ５
０ｍｍのカーボンブロックに３×４×深さ３５ｍｍの角
穴を掘り、上記セラミックスを入れ、上記ろう打箔を３
×４に切断したものをその上に静置し、さらにセラミッ
クスを入れ、その上に重しの鉄板を載せた。

重しの重量を変えることにより圧力を変化させた。加熱
はＩ　Ｘ　Ｉ　Ｏ−”Ｔｏｒｒの真空中で行なった。

ＴＫＣ−７１０ろうの液相線温度は７８５℃である。

加熱条件を変えてろう付を行ない、ＪＩＳ−Ｒ１６０１
に準じて４点曲げ強度を測定した。各条件及び結果を第
１表に示す。

〔発明の効果］ 本発明の方法によりセラミックスのろう付をすれば、そ
の接合体の接合強度が向上し、種々の部品にそのセラミ
ックスを用いることができるようになった。

特許出願人　　日本セメント株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）セラミックスとセラミックス又は金属とをろう付
   するに際し、Ｔｉを１〜３重量％含有する厚さ３０μｍ
   以上のろう材箔を用い、接合面に対して垂直方向に２０
   ０〜１０００ｇ／ｃｍ＾２の圧力をかけながら、該ろう
   材の液相線温度以上液相線温度プラス１０℃以下で１０
   分以上保持し、更にその後、液相線温度プラス５０℃以
   上の温度に昇温したのち、降温することを特徴とするセ
   ラミックスのろう付方法。