JPH05105563A - 金属−セラミツクジヨイント - Google Patents
金属−セラミツクジヨイントInfo
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- JPH05105563A JPH05105563A JP4083939A JP8393992A JPH05105563A JP H05105563 A JPH05105563 A JP H05105563A JP 4083939 A JP4083939 A JP 4083939A JP 8393992 A JP8393992 A JP 8393992A JP H05105563 A JPH05105563 A JP H05105563A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 自動操作式組み立てユニットに採用するのに
適しており、短いはんだ付け期間であっても満足すべき
真空気密性および適切な接着強度が得られる、はんだ層
析出のための新規な方法を開発する。 【構成】 銅および銀からなり、銀／銅の全組成７５：
２５−７０：３０および全層厚１５−１００μｍを有す
るはんだ層を金属化セラミック上に無電解析出または電
着させる方法につき記載する。本発明方法においては銅
層および銀層を金属化セラミックに交互に析出させる。
層の数は少なくとも３であり、個々の層厚は５−１０μ
ｍである。
適しており、短いはんだ付け期間であっても満足すべき
真空気密性および適切な接着強度が得られる、はんだ層
析出のための新規な方法を開発する。 【構成】 銅および銀からなり、銀／銅の全組成７５：
２５−７０：３０および全層厚１５−１００μｍを有す
るはんだ層を金属化セラミック上に無電解析出または電
着させる方法につき記載する。本発明方法においては銅
層および銀層を金属化セラミックに交互に析出させる。
層の数は少なくとも３であり、個々の層厚は５−１０μ
ｍである。
Description
【０００１】本発明は、銅および銀からなり、銀／銅の
全組成７５：２５−７０：３０および全層厚１５−１０
０μｍを有する硬質はんだ層を金属化セラミック上に無
電解析出法または電着法により析出させる方法に関する
ものである。
全組成７５：２５−７０：３０および全層厚１５−１０
０μｍを有する硬質はんだ層を金属化セラミック上に無
電解析出法または電着法により析出させる方法に関する
ものである。
【０００２】金属部品、特に銅、ベイコン（Ｖａｃｏ
ｎ、登録商標）、ベイコンディル（Ｖａｃｏｎｄｉ
ｌ）、ニオブまたは鋼からなる金属電極と、絶縁用セラ
ミック部品、特に酸化アルミニウムとの間に、高い接着
強度をもつ気密ジョイントを形成する問題は、電子部
材、たとえば避雷器、サイリスター用ハウジングまたは
真空スイッチ管の製造に際して遭遇する。普通はこの問
題は多段階法により解決される。第１工程において、金
属に接合すべきセラミック表面をまず通常のモリブデン
／マンガンまたはタングステン／チタン金属化処理によ
り金属化する。得られた厚さ２−３０μｍの薄い金属層
は、湿潤した還元雰囲気で１，２００−１，５００℃の
温度において焼き付けられる。こうしてセラミック基材
と金属化層との間に良好な付着を達成することができ
る。普通は次いでこの金属化層上にニッケルまたは銅の
被膜を電着または無電解析出により析出させる。ニッケ
ルまたは銅被膜は厚さ約０．５−５μｍであり、その唯
一の目的は金属化セラミックが溶融はんだでぬれるのを
可能にすることである。次の操作においては、はんだ付
けすべき部材をグラフファイト製はんだ付けジグにマウ
ントする。金属化セラミック表面に、はんだディスクを
乗せる。セラミックにはんだ付けすべき金属部品をはん
だディスクに乗せ、次いではんだ付けジグによって正確
に中心に配置する。はんだ付けジグをセラミック、金属
部品およびはんだディスクと共に保護ガス中または真空
中で、７５０−１，２００℃の温度に加熱する。はんだ
付け温度において金属表面およびセラミック表面は溶融
はんだでぬれる。はんだは冷後固化して、金属とセラミ
ック部品の間に高い接着強度の気密ジョイントを形成す
る。エレクトロニクスにおいては銀／銅合金がしばしば
硬質はんだとして用いられる。銅の重量％に応じて、は
んだの融点を７８０℃（共融混合物）から約１，０７０
℃（純銅）までの範囲で変化させることができる。
ｎ、登録商標）、ベイコンディル（Ｖａｃｏｎｄｉ
ｌ）、ニオブまたは鋼からなる金属電極と、絶縁用セラ
ミック部品、特に酸化アルミニウムとの間に、高い接着
強度をもつ気密ジョイントを形成する問題は、電子部
材、たとえば避雷器、サイリスター用ハウジングまたは
真空スイッチ管の製造に際して遭遇する。普通はこの問
題は多段階法により解決される。第１工程において、金
属に接合すべきセラミック表面をまず通常のモリブデン
／マンガンまたはタングステン／チタン金属化処理によ
り金属化する。得られた厚さ２−３０μｍの薄い金属層
は、湿潤した還元雰囲気で１，２００−１，５００℃の
温度において焼き付けられる。こうしてセラミック基材
と金属化層との間に良好な付着を達成することができ
る。普通は次いでこの金属化層上にニッケルまたは銅の
被膜を電着または無電解析出により析出させる。ニッケ
ルまたは銅被膜は厚さ約０．５−５μｍであり、その唯
一の目的は金属化セラミックが溶融はんだでぬれるのを
可能にすることである。次の操作においては、はんだ付
けすべき部材をグラフファイト製はんだ付けジグにマウ
ントする。金属化セラミック表面に、はんだディスクを
乗せる。セラミックにはんだ付けすべき金属部品をはん
だディスクに乗せ、次いではんだ付けジグによって正確
に中心に配置する。はんだ付けジグをセラミック、金属
部品およびはんだディスクと共に保護ガス中または真空
中で、７５０−１，２００℃の温度に加熱する。はんだ
付け温度において金属表面およびセラミック表面は溶融
はんだでぬれる。はんだは冷後固化して、金属とセラミ
ック部品の間に高い接着強度の気密ジョイントを形成す
る。エレクトロニクスにおいては銀／銅合金がしばしば
硬質はんだとして用いられる。銅の重量％に応じて、は
んだの融点を７８０℃（共融混合物）から約１，０７０
℃（純銅）までの範囲で変化させることができる。
【０００３】硬質はんだ材料の化学的および物理的特性
（熱膨張率）はセラミックの金属化層および金属部品の
特性に適合しなければならない。はんだ（一元系または
共融混合物）の融点またはその溶融範囲（多元系）は、
許容しうる加工温度領域になければならない。
（熱膨張率）はセラミックの金属化層および金属部品の
特性に適合しなければならない。はんだ（一元系または
共融混合物）の融点またはその溶融範囲（多元系）は、
許容しうる加工温度領域になければならない。
【０００４】数十年にわたって用いられているこの方法
の欠点は、マウンティングに際してはんだ部品（たとえ
ばはんだディスク）を取り付けるのに労力を要し、操作
スタッフが特殊な手腕を必要とすることである。マウン
ティングの自動化は不可能である。これは特に幾何学的
に複雑なはんだジョイントまたは複数のはんだジョイン
トを含む部材について言える。エレクトロニクスにおい
ては小型の金属化セラミック部材がしばしば高い個数必
要であるという事実の結果として、さらに難点が生じ
る。
の欠点は、マウンティングに際してはんだ部品（たとえ
ばはんだディスク）を取り付けるのに労力を要し、操作
スタッフが特殊な手腕を必要とすることである。マウン
ティングの自動化は不可能である。これは特に幾何学的
に複雑なはんだジョイントまたは複数のはんだジョイン
トを含む部材について言える。エレクトロニクスにおい
ては小型の金属化セラミック部材がしばしば高い個数必
要であるという事実の結果として、さらに難点が生じ
る。
【０００５】ドイツ特許出願公開第３，８２４，９００
号明細書（これをここで特に引用する）に既に、少なく
とも２層の銅および銀からなるはんだ層を金属化セラミ
ック上に無電解析出または電着する方法が示されてい
る。その場合、全層厚は１５−３００μｍである。共融
混合物付近の銀／銅比率（Ａｇ／Ｃｕ＝７５：２５−７
０：３０）が低融点であるため特に好ましい。
号明細書（これをここで特に引用する）に既に、少なく
とも２層の銅および銀からなるはんだ層を金属化セラミ
ック上に無電解析出または電着する方法が示されてい
る。その場合、全層厚は１５−３００μｍである。共融
混合物付近の銀／銅比率（Ａｇ／Ｃｕ＝７５：２５−７
０：３０）が低融点であるため特に好ましい。
【０００６】ごく短いはんだ付け期間では個々の金属層
上に拡散によって適量の共融混合物が形成されず、その
結果真空気密性および接着強度が不適当であることが分
かった。
上に拡散によって適量の共融混合物が形成されず、その
結果真空気密性および接着強度が不適当であることが分
かった。
【０００７】本発明の目的は、一方では自動操作式組み
立てユニットに採用するのに適しており、他方では短い
はんだ付け期間であっても満足すべき真空気密性および
適切な接着強度が得られる、はんだ層析出のための新規
な方法を開発することであった。
立てユニットに採用するのに適しており、他方では短い
はんだ付け期間であっても満足すべき真空気密性および
適切な接着強度が得られる、はんだ層析出のための新規
な方法を開発することであった。
【０００８】この目的は、冒頭に述べた全般的種類の方
法において、その明確な特色が銅層および銀層を金属化
セラミックに交互に付与し、層の数が少なくとも３であ
り、個々の層厚が５−１０μｍであるという事実によっ
て認識される方法により達成された。
法において、その明確な特色が銅層および銀層を金属化
セラミックに交互に付与し、層の数が少なくとも３であ
り、個々の層厚が５−１０μｍであるという事実によっ
て認識される方法により達成された。
【０００９】この方法は金属化セラミック部品、特に酸
化アルミニウム部品の予備はんだ付けに適している。金
属化に際してまず、層厚が０．５μｍから５μｍを越え
ないニッケル層をさらに析出させることもできる。
化アルミニウム部品の予備はんだ付けに適している。金
属化に際してまず、層厚が０．５μｍから５μｍを越え
ないニッケル層をさらに析出させることもできる。
【００１０】好ましくは、はんだ層は少なくとも４層、
特に少なくとも６層の別個の金属層からなる。はんだ層
の全厚は１５−１００μｍ、好ましくは２０−８０μｍ
である。
特に少なくとも６層の別個の金属層からなる。はんだ層
の全厚は１５−１００μｍ、好ましくは２０−８０μｍ
である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ペーター・シユテイングル ドイツ連邦共和国デー−8560 ラウフ−ク ーンホフ，アム・ゼーアツカー １
Claims (7)
- 【請求項１】 銅および銀からなり、銀／銅の全組成７
５：２５−７０：３０および全層厚１５−１００μｍを
有するはんだ層を金属化セラミック上に無電解析出また
は電着させる方法において、銅層および銀層を金属化セ
ラミックに交互に付与し、付与される層の数が少なくと
も３であり、個々の層厚が５−１０μｍである方法。 - 【請求項２】 付与される層の数が少なくとも４であ
る、請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 付与される層の数が少なくとも６であ
る、請求項１に記載の方法。 - 【請求項４】 はんだ層の全厚が２０−８０μｍであ
る、請求項１−３のいずれかに記載の方法。 - 【請求項５】 金属化に際してさらにニッケル層をまず
堆積させる、請求項１−４のいずれかに記載の方法。 - 【請求項６】 ニッケル層が０．５−５μｍの層厚を有
する、請求項５に記載の方法。 - 【請求項７】 酸化アルミニウムセラミックをセラミッ
クとして使用する、請求項１−６のいずれかに記載の方
法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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