JPH046172A - セラミックス接合用複合箔ろう材 - 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 この発明は、セラミックスを接合する箔状の複合ろう材
に係り、Ｚｒ材を芯材としてその両面に、Ｃｕ　／　Ｔ
ｉ　／　Ｎｉの外皮材を被覆した７層複合箔ろう材に構
成することにより、ろう付は作業温度が９５０℃と比較
的低温であり、ろう付は作業性にすぐれ、高い接着強度
が得られるセラミックス接合用複合箔ろう材に関する。

従来の技術 一般に、機構部品、電気・電子部品等においては、セラ
ミックス同志の接合には、その対向面に熱膨張係数が近
似し、且つその濡れ性の良好なＭｏ、　Ｗ等の金属をメ
タライジングした後、前記メタライジング面上にＡｇろ
う付けして接合していたが、メタライジング、及びＡｇ
ろう付けに多大の手間、コストを要し、特に、接合表面
に凹凸を有する異形のセラミックス板への接合には多く
の問題点があった。

この発明は、かかる現状に鑑み、セラミックス同志の接
合に際し、ろう付は作業温度が低く、かつ取扱いが容易
で接着作業性にすぐれ、高い接着強度が得られるととも
に、接着コストを低減できるろう材の提供を目的として
いる。

発明の概要 発明者らは、機構部品、電気・電子部品等におけるセラ
ミックス同志の接合コストの低減を計り、ろう付は作業
温度が低く、かつろう付は性にすぐれたろう材を目的に
、取扱いが容易と考えられる箔状のろう材について種々
検討した結果、Ｔｉ材、Ｚｒ材、Ｃｕ材及びＮｉ材を用
い、これら材料の組合せを選定し、圧接にて特定の断面
積比率となした複合箔材が、機構部品、電気・電子部品
等におけるセラミックス同志のろう材として、比較的低
温ですぐれたろう付は性を発揮し、かつ安価に提供でき
ることを知見し、この発明を完成したものである。

すなわち、この発明は、 芯材のＺｒ材の両面に、最外面がＮｉ材になる如く、Ｃ
ｕ　／　Ｔｉ　／　Ｎｉからなる３積層材を外皮材とし
て被覆して形成した７層複合材からなり、前記Ｚｒ材、
Ｔｉ材、Ｃｕ材及びＮｉ材の断面積比率が、Ｚｒ材　３
０％〜４０％ Ｔｉ材　３５％〜４５％ Ｃｕ材　１０％〜２５％ Ｎｉ材　５％〜１０％ を有することを特徴とするセラミックス接合用複合箔ろ
う材である。

この発明による複合箔ろう材は、セラミックスとの濡れ
性が良好で、セラミックス同志のろう付けに最適であり
、従来のＡｇろう材の如き事前にセラミックスへのメタ
ライジング工程が不要となり、さらに、ろう付は作業温
度が９５０℃と比較的低温であり、作業性にすぐれ、高
い接着強度が得られる箔状複合ろう材である。

また、この発明による複合箔ろう材は、同材質同志の接
合、あるいは異材質同志の接合でも、いずれの酸化物系
セラミックス及び窒化物系セラミックスなど、セラミッ
クス同志の接合が可能である。

発明の構成 この発明によるセラミックス接合用複合箔ろう材は、Ｚ
ｒ材を芯材としてその両面に、Ｃｕ　／　Ｔｉ　／　Ｎ
ｉの外皮材を被覆したＮｉ　／　Ｔｉ　／　Ｃｕ　／　
Ｚｒ　／　Ｃｕ　／　Ｔｉ　／　Ｎｉの７層複合箔ろう
材であり、第１図に示す如く、最上面層を第１層、最下
面層を第７層とすると、下記第１表の如く積層されてい
る。

第１表 この発明において、複合箔ろう材として第４層の芯材に
Ｚｒを用いる理由は、外皮材の３積層材中のＴｉ材（第
２層、第６層）と共に活性金属として、セラミックスと
の接合に寄与するだけでなく、Ｔｉ−Ｃｕの融点を更に
低下させるために必要である。

Ｔｉ材（第２層、第６層）は、上記の如く、活性金属と
してセラミックスと反応して、所要の接着強度を得るた
めに必要である。

また、この発明において、第４層の芯材のＺｒ材との接
触面（第３層、第５層）にＣｕ材を用いる理由は、Ｔｉ
の融点を低下させるために必要なためである。

また、この発明において、外皮材の最外面（第１層、第
７層）にＮｉ材を用いる理由は、Ｔｉの融点を低下させ
ると同時に接着強度を高めるために必要でである。

さらに、この発明の複合箔ろう材を構成しているＺｒ材
（第４層）、Ｔｉ材（第２，６層）、Ｃｕ材（第３，５
層）及びＮｉ材（第１，７層）の断面積比率を限定した
理由は、Ｚｒが３０％未満、Ｔｉが３５％未満、Ｃｕが
２５％を超え、Ｎｉが１０％を超えると、セラミックス
との反応が起こり難く、接合できない問題があり、また
、Ｚｒが４０％を超え、またＴｉが４５％を超え、Ｃｕ
が１０％未満、Ｎｉが５％未満では融点が高くなり、作
業性が悪く、セラミックスに対する濡れ性が悪くなるの
で、好ましくない。

この発明による複合箔ろう材は、例えば、以下の製造方
法にて得られる。

コイル状Ｃｕ板及びコイル状Ｎｉ板を巻戻し、また、コ
イル状Ｔｉ板を巻戻しながら、前記Ｔｉ板を中間層にし
て、前記Ｃｕ板及びＮｉ板を上方及び下方より板状に圧
接しながら、Ｃｕ　／　Ｔｉ　／　Ｎｉの３層クラツド
板を作製する。その後、焼鈍を行なう。

さらに、得られた前記のコイル状Ｃｕ　／　Ｔｉ　／　
Ｎｉクラツド板を巻戻し、また、コイル状Ｚｒ板を巻戻
しながら、前記Ｚｒ板を中間層にして、Ｃｕ　／　Ｔｉ
　／　Ｎｉクラツド板を上方及び下方より、最外面がＮ
ｉ材になる如く、板状に圧接しながら７層クラツド板を
作製する。

その後、焼鈍、圧延を繰返し、所定寸法及び所定断面積
比率の複合箔ろう材に仕上げる。

この発明の複合箔ろう材としては、厚みは３０〜１１０
０ｐの箔が適当であり、被接着材の種々の形状に容易に
馴染み、すぐれた接着性が得られるほか、接着作業が容
易になる等の利点がある。

また、この発明の複合箔ろう材を、Ａｇ材で被覆するこ
とにより、窒化物系セラミックスへの濡れ性を著しく改
善することができる。

実施例 板厚０．４３ｍｍ、板幅２５０ｍｍのＴｉ板、板厚０．
２１ｍｍ、板幅２５０ｍｍのＣｕ板、及び板厚０．０６
ｍｍ、板幅２５０ｍｍのＮｉ板を巻戻しながら、Ｔｉ板
を芯にして両面にＣｕ板及びＮｉ板を当接させて、圧延
率６５％で圧接し、板厚０．２５ｍｍ、板幅２５０ｍｍ
のＣｕ　／　Ｔｉ　／　Ｎｉの３層クラツド板を得た。

その後、圧接界面の接合強度を高めるため、拡散焼鈍を
施した。

次に、板厚０．２６ｍｍ、板幅２５０ｍｍのＺｒ板、及
び前記の板厚０．２５ｍｍ、板幅２５０ｍｍのＣｕ　／
　Ｔｉ　／　Ｎｉの３層クラツド板を巻戻ししながら、
Ｚｒ板を芯にして両面に３層クラツド板を当接させて、
最外面がＮｉ材になる如く、圧延率６５％で圧接し、板
厚０．２７ｍｍ、板幅２５０ｍｍの７層クラツド板を得
た。

その後、焼鈍圧延を繰返し、第１図に示す如く、第１．
７層のＮｉが０．００３ｍｍＩｖみ、２５０ｍｍ幅、第
３．５層のＣｕが０．０１ｍｍＪｉＥみ、２５０ｍｍ幅
、第２．６層のＴｉが０．０２ｍｍ厚み、２５０ｍｍ幅
、第４層のＺｒが０．０３４ｍｍ厚み、２５０ｍ−晶か
らなる厚み０．１ｍｍの複合箔ろう材を得た。

得られた７層の複合箔ろう材において、Ｚｒ材、Ｔｉ材
、Ｃｕ材及びＮｉ材の断面積比率は、Ｚｒ材３４％、Ｔ
ｉ材４０％、Ｃｕ材２０％、Ｎｉ材６％であった。

複合箔ろう材より、それぞれ試験片を採取し、直径１０
ｍｍ、厚み５ｍｍ及び直径１５ｍｍ、厚み５ｍｍ寸法の
２枚のＡｌ２Ｏ３セラミックス板間に介在させ、Ｍ雰囲
気中にて９５０℃、１０分の加熱を施して接合した後、
第２図に示す如く、２枚のセラミックスを夫々反対方向
に引張る条件にて剪断強度試験を行なった。その結果を
第２表に示す。

また、比較のために、ろう材としてＡｇろうを用いて、
セラミックス板にＷをメタライズしたのち、実施例と同
一寸法のＡｌ２Ｏ３セラミックス板を接合して、Ｈ２ガ
ス雰囲気中にて８５０℃に５分間加熱した後、前記剪断
強度試験を行なった。その結果を第２表に示す。

以下余白 第２表 発明の効果 実施例より明らかな如く、従来例の如きメタライズ処理
する必要がなく、加熱温度が９５０”Ｃと比較的低く、
ろう付は作業性にすぐれ、高い接着強度が得られ、セラ
ミックス同志のろう付けに最適の複合箔ろう材であるこ
とが分る。

また、複合箔であるため、被接着材の接合表面形状が複
雑であっても容易にすぐれた接着ができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による複合箔ろう材の斜視説明図であ
る。 第２図は剪断強度試験条件を示す被接着材の斜視説明図
である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 芯材のＺｒ材の両面に、最外面がＮｉ材になる如く、Ｃ
   ｕ／Ｔｉ／Ｎｉからなる３積層材を外皮材として被覆し
   て形成した７層複合材からなり、前記Ｚｒ材、Ｔｉ材、
   Ｃｕ材及びＮｉ材の断面積比率が、 Ｚｒ材　３０％〜４０％ Ｔｉ材　３５％〜４５％ Ｃｕ材　１０％〜２５％ Ｎｉ材　５％〜１０％ を有することを特徴とするセラミックス接合用複合箔ろ
   う材。