JPH0543071Y2 - - Google Patents
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- JPH0543071Y2 JPH0543071Y2 JP1989001994U JP199489U JPH0543071Y2 JP H0543071 Y2 JPH0543071 Y2 JP H0543071Y2 JP 1989001994 U JP1989001994 U JP 1989001994U JP 199489 U JP199489 U JP 199489U JP H0543071 Y2 JPH0543071 Y2 JP H0543071Y2
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Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
Description
利用産業分野
この考案は、セラミツクスと金属とを接合する
箔状の複合箔ろう材に係り、Tiの芯材両主面に
Niまたは特定のCu含有のNi合金を外皮材とした
圧着複合箔からなり、特に、酸化物系セラミツク
スと熱膨張係数が近似し、濡れ性の良好な金属ま
たはコバール合金やCuの複合材等とのろう付け
に最適で、作業性にすぐれ、高い接着強度が得ら
れる複合箔ろう材に関する。 背景技術 セラミツクスと金属との接合に関する技術は、
セラミツクスにMo、Ｗ等の金属をメタライジン
グした後、Agろう付けする方法のほか、数多く
開発されている。 例えば、高融点金属法や活性金属法などが広く
実施されているが、複雑な工程が必要なため製造
コストが高くつくこと、雰囲気を厳しく制御する
必要など多くの問題があつた。 また、先行する技術としては、英国特許第
761045号と、特開昭52−37914号公報に記載の方
法がある。 前者の方法は、予め強く酸化した銅をセラミツ
クス基体上に配置し、ついで銅の融点より高く、
酸化第１銅の融点より低い温度に加熱し、まず銅
上に酸化銅を形成させ、酸化銅と液体銅との共晶
と基体との反応により接合させるものである。 また、後者の方法は、セラミツクスに接合する
金属が大部分を占める共晶合金を、セラミツクス
と金属との間に生成させる方法である。 具体的には、鉄とセラミツクスを結合させる場
合に酸素を結合材として用い、1523℃という極め
て高い温度すなわち鉄と酸素との共晶温度に加熱
して結合させるものである。 さらに、銅とセラミツクスを結合させる場合に
は、銅と酸素との共晶点以上（1065℃）でかつ銅
の融点以下（1083℃）に加熱して結合させるもの
である。 いずれの方法も加熱温度範囲が狭く、また鉄と
セラミツクスの接合に際しては、1523℃以上とい
う高い温度が必要であり、また、接着作業に多数
の工程を要し、コスト的にも高くつくという問題
がある。 考案の目的 この考案は、かかる現状に鑑み、セラミツクス
と金属との接合に際し、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複合ろう材の提供を目的
としている。 考案の概要 考案者らは、セラミツクスパツケージにおける
セラミツクスと金属との接合コストの低減化を計
り、セラミツクスと金属とのろう付け性にすぐれ
たろう材を目的に、取扱が容易になると考えられ
る箔状のろう材について種々検討した結果、芯材
にTi材を、外被材にNi材または特定量のCu含有
のNi合金を用い、圧接にて芯材と複合箔との断
面積比を特定比率となした複合箔材が、セラミツ
クスパツケージにおけるセラミツクスと金属との
ろう材として、すぐれたろう付け性を発揮し、か
つ安価に提供できることを知見し、この考案を完
成したものである。 すなわち、この考案は、 芯材のTi材両主面に、外皮材NiまたはCu80％
以下含有のNi合金を圧着被覆した複合箔からな
り、芯材と該複合箔材の断面積比が５／10〜９／
10を有することを特徴とするセラミツクスと金属
との接合用複合箔ろう材である。 この考案による複合箔ろう材は、特にAl2O3、
ZrO2等、酸化物系セラミツクスと熱膨張係数が
近似し、濡れ性の良好なTi，Mo，Ｗ，Cu等の金
属またはCu−Ｗまたはコバール合金、42合金ま
たはコバールとCuの複合材等とのろう付けに最
適で、作業性にすぐれ、高い接着強度が得られる
複合ろう材である。 考案の構成 この考案において、複合箔ろう材として芯材に
Tiを用いる理由は、セラミツクスと金属のろう
付けを目的として、接合部に所要の接着強度、耐
食性を付与するとともに材料への濡れ性を良くす
るのに必要なためである。 また、この考案において、外皮材としてNi材
を用いる理由は、NiはTiの融点を下げ、かつ熱
処理時、芯材のTiへのガス雰囲気の影響を防止
する効果を有するためである。 また、Niに代えて、Cu80wt％以下のNi合金を
使用しても同様の効果が得られる。Cu−Ni合金
において、Cuが80wt％を超えると、Tiの融点を
低下させる効果がなく、かつ耐食性を劣化させる
ので好ましくない。該合金の好ましい組成範囲
は、Cuは30〜75wt％、Niは25〜70wt％である。 さらに、この考案による複合箔ろう材におい
て、芯材と該複合板箔材の断面積比を５／10〜
９／10に限定する理由は、５／10未満では芯材の
Ti量が少なくセラミツクスへの濡れ性を悪くし、
ろう付け温度が高くなるため好ましくなく、ま
た、9/10を超える場合は、外皮材のNi量または
Cu80wt％以下含有のNi合金量が少なくなつて、
Tiの融点の低下に十分な効果が得られないため
前記断面積比を５／10〜９／10に限定する。 この考案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Ni板またはCu80wt％以下含有のNi合
金板を巻戻し、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Ni板または
Ni合金板を上方および下方より、板状に圧接し
ながら三層クラツド板を作成する。 その後、焼鈍、圧延を繰り返し、所定寸法の前
記断面積比に仕上げる。 また、この考案の複合箔ろう材においては、芯
材のTiの両面にはNiまたはCu80％以下含有のNi
合金を同一材質あるいは異材質にて被着してもよ
い。 この考案の複合箔ろう材としては、厚みは30〜
100μmの箔が適当であり、被接合材の種々形状に
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、この考案の複合箔ろう材を、Ag材で被
覆することにより、セラミツ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1.2mm、板幅250mmのTi板及び板厚0.15mm、
板幅250mmの65％Ni−35％Cu合金板を巻戻しなが
ら、圧延比60％で圧接する。その後、焼鈍、圧延
を繰り返し、第１図に示す如く、芯材１のTiが
0.08厚みmm、250mm幅、また外皮材２のNi−Cu合
金が0.01mm厚み、250mm幅からなる厚み0.1mmの複
合箔ろう材を得た。 前記複合箔よりろう材試験材３を採取し、長さ
50mm×幅10mm、厚み10mm寸法のAl2O3系セラミツ
クス板４と、長さ50mm、幅10mm、厚さ0.5mmのMo
板、42Ni−Fe合金、コバール合金の金属板５間
に前記ろう材試験片３を介在させ、Ar雰囲気中
にて、950℃５分の加熱を施して、接着した後、
第２図に示す如く、Al2O3セラミツクス板４と金
属板５を夫々反対方向に引張る条件にて剪断強度
試験を行つた。その結果を第１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、セラミツクス板にＷをメタライズしたの
ち、実施例と同一寸法のAl2O3系セラミツクス板
とコバール板を接合して、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
行つた。その結果を第１表に示す。
箔状の複合箔ろう材に係り、Tiの芯材両主面に
Niまたは特定のCu含有のNi合金を外皮材とした
圧着複合箔からなり、特に、酸化物系セラミツク
スと熱膨張係数が近似し、濡れ性の良好な金属ま
たはコバール合金やCuの複合材等とのろう付け
に最適で、作業性にすぐれ、高い接着強度が得ら
れる複合箔ろう材に関する。 背景技術 セラミツクスと金属との接合に関する技術は、
セラミツクスにMo、Ｗ等の金属をメタライジン
グした後、Agろう付けする方法のほか、数多く
開発されている。 例えば、高融点金属法や活性金属法などが広く
実施されているが、複雑な工程が必要なため製造
コストが高くつくこと、雰囲気を厳しく制御する
必要など多くの問題があつた。 また、先行する技術としては、英国特許第
761045号と、特開昭52−37914号公報に記載の方
法がある。 前者の方法は、予め強く酸化した銅をセラミツ
クス基体上に配置し、ついで銅の融点より高く、
酸化第１銅の融点より低い温度に加熱し、まず銅
上に酸化銅を形成させ、酸化銅と液体銅との共晶
と基体との反応により接合させるものである。 また、後者の方法は、セラミツクスに接合する
金属が大部分を占める共晶合金を、セラミツクス
と金属との間に生成させる方法である。 具体的には、鉄とセラミツクスを結合させる場
合に酸素を結合材として用い、1523℃という極め
て高い温度すなわち鉄と酸素との共晶温度に加熱
して結合させるものである。 さらに、銅とセラミツクスを結合させる場合に
は、銅と酸素との共晶点以上（1065℃）でかつ銅
の融点以下（1083℃）に加熱して結合させるもの
である。 いずれの方法も加熱温度範囲が狭く、また鉄と
セラミツクスの接合に際しては、1523℃以上とい
う高い温度が必要であり、また、接着作業に多数
の工程を要し、コスト的にも高くつくという問題
がある。 考案の目的 この考案は、かかる現状に鑑み、セラミツクス
と金属との接合に際し、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複合ろう材の提供を目的
としている。 考案の概要 考案者らは、セラミツクスパツケージにおける
セラミツクスと金属との接合コストの低減化を計
り、セラミツクスと金属とのろう付け性にすぐれ
たろう材を目的に、取扱が容易になると考えられ
る箔状のろう材について種々検討した結果、芯材
にTi材を、外被材にNi材または特定量のCu含有
のNi合金を用い、圧接にて芯材と複合箔との断
面積比を特定比率となした複合箔材が、セラミツ
クスパツケージにおけるセラミツクスと金属との
ろう材として、すぐれたろう付け性を発揮し、か
つ安価に提供できることを知見し、この考案を完
成したものである。 すなわち、この考案は、 芯材のTi材両主面に、外皮材NiまたはCu80％
以下含有のNi合金を圧着被覆した複合箔からな
り、芯材と該複合箔材の断面積比が５／10〜９／
10を有することを特徴とするセラミツクスと金属
との接合用複合箔ろう材である。 この考案による複合箔ろう材は、特にAl2O3、
ZrO2等、酸化物系セラミツクスと熱膨張係数が
近似し、濡れ性の良好なTi，Mo，Ｗ，Cu等の金
属またはCu−Ｗまたはコバール合金、42合金ま
たはコバールとCuの複合材等とのろう付けに最
適で、作業性にすぐれ、高い接着強度が得られる
複合ろう材である。 考案の構成 この考案において、複合箔ろう材として芯材に
Tiを用いる理由は、セラミツクスと金属のろう
付けを目的として、接合部に所要の接着強度、耐
食性を付与するとともに材料への濡れ性を良くす
るのに必要なためである。 また、この考案において、外皮材としてNi材
を用いる理由は、NiはTiの融点を下げ、かつ熱
処理時、芯材のTiへのガス雰囲気の影響を防止
する効果を有するためである。 また、Niに代えて、Cu80wt％以下のNi合金を
使用しても同様の効果が得られる。Cu−Ni合金
において、Cuが80wt％を超えると、Tiの融点を
低下させる効果がなく、かつ耐食性を劣化させる
ので好ましくない。該合金の好ましい組成範囲
は、Cuは30〜75wt％、Niは25〜70wt％である。 さらに、この考案による複合箔ろう材におい
て、芯材と該複合板箔材の断面積比を５／10〜
９／10に限定する理由は、５／10未満では芯材の
Ti量が少なくセラミツクスへの濡れ性を悪くし、
ろう付け温度が高くなるため好ましくなく、ま
た、9/10を超える場合は、外皮材のNi量または
Cu80wt％以下含有のNi合金量が少なくなつて、
Tiの融点の低下に十分な効果が得られないため
前記断面積比を５／10〜９／10に限定する。 この考案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Ni板またはCu80wt％以下含有のNi合
金板を巻戻し、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Ni板または
Ni合金板を上方および下方より、板状に圧接し
ながら三層クラツド板を作成する。 その後、焼鈍、圧延を繰り返し、所定寸法の前
記断面積比に仕上げる。 また、この考案の複合箔ろう材においては、芯
材のTiの両面にはNiまたはCu80％以下含有のNi
合金を同一材質あるいは異材質にて被着してもよ
い。 この考案の複合箔ろう材としては、厚みは30〜
100μmの箔が適当であり、被接合材の種々形状に
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、この考案の複合箔ろう材を、Ag材で被
覆することにより、セラミツ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1.2mm、板幅250mmのTi板及び板厚0.15mm、
板幅250mmの65％Ni−35％Cu合金板を巻戻しなが
ら、圧延比60％で圧接する。その後、焼鈍、圧延
を繰り返し、第１図に示す如く、芯材１のTiが
0.08厚みmm、250mm幅、また外皮材２のNi−Cu合
金が0.01mm厚み、250mm幅からなる厚み0.1mmの複
合箔ろう材を得た。 前記複合箔よりろう材試験材３を採取し、長さ
50mm×幅10mm、厚み10mm寸法のAl2O3系セラミツ
クス板４と、長さ50mm、幅10mm、厚さ0.5mmのMo
板、42Ni−Fe合金、コバール合金の金属板５間
に前記ろう材試験片３を介在させ、Ar雰囲気中
にて、950℃５分の加熱を施して、接着した後、
第２図に示す如く、Al2O3セラミツクス板４と金
属板５を夫々反対方向に引張る条件にて剪断強度
試験を行つた。その結果を第１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、セラミツクス板にＷをメタライズしたの
ち、実施例と同一寸法のAl2O3系セラミツクス板
とコバール板を接合して、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
行つた。その結果を第１表に示す。
【表】
考案の効果
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℃以下
と低く、ろう付け作業性にすぐれ、高い接着強度
が得られ、セラミツクスと金属とのろう付けに最
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、被接合材の接合表面
形状が複雑であつても容易にすぐれた接着ができ
る。
イズ処理する必要がなく、加熱温度が950℃以下
と低く、ろう付け作業性にすぐれ、高い接着強度
が得られ、セラミツクスと金属とのろう付けに最
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、被接合材の接合表面
形状が複雑であつても容易にすぐれた接着ができ
る。
第１図はこの考案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
接合材の説明図である。 １……芯材、２……外皮材、３……ろう材、４
……セラミツクス板、５……金属板。
明図である。第２図は剪断強度試験条件を示す被
接合材の説明図である。 １……芯材、２……外皮材、３……ろう材、４
……セラミツクス板、５……金属板。
Claims (1)
- 芯材のTi材両主面に、外皮材NiまたはCu80％
以下含有のNi合金を圧着被覆した複合箔からな
り、芯材と該複合箔の断面積比が５／10〜９／10
を有することを特徴とするセラミツクスと金属と
の接合用複合箔ろう材。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1989001994U JPH0543071Y2 (ja) | 1989-01-11 | 1989-01-11 | |
| EP90300118A EP0380200A1 (en) | 1989-01-11 | 1990-01-05 | Composite foil brazing material |
| US07/540,873 US5028495A (en) | 1989-01-11 | 1990-06-20 | Composite foil brazing material and method of using |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1989001994U JPH0543071Y2 (ja) | 1989-01-11 | 1989-01-11 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0293095U JPH0293095U (ja) | 1990-07-24 |
| JPH0543071Y2 true JPH0543071Y2 (ja) | 1993-10-29 |
Family
ID=31202375
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1989001994U Expired - Lifetime JPH0543071Y2 (ja) | 1989-01-11 | 1989-01-11 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0543071Y2 (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60141681A (ja) * | 1983-12-28 | 1985-07-26 | 三井造船株式会社 | 接合用セラミツクス部材及びその接合方法 |
-
1989
- 1989-01-11 JP JP1989001994U patent/JPH0543071Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60141681A (ja) * | 1983-12-28 | 1985-07-26 | 三井造船株式会社 | 接合用セラミツクス部材及びその接合方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0293095U (ja) | 1990-07-24 |
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