JPH0635077B2 - セラミックス用ろう材 - Google Patents
セラミックス用ろう材Info
- Publication number
- JPH0635077B2 JPH0635077B2 JP60219374A JP21937485A JPH0635077B2 JP H0635077 B2 JPH0635077 B2 JP H0635077B2 JP 60219374 A JP60219374 A JP 60219374A JP 21937485 A JP21937485 A JP 21937485A JP H0635077 B2 JPH0635077 B2 JP H0635077B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- brazing
- weight
- powder
- ceramics
- brazing material
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- Ceramic Products (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、セラミックスとセラミックス、セラミックス
と金属を接合するろう材の改良に係る。
と金属を接合するろう材の改良に係る。
（従来の技術） 従来よりセラミックスと金属の接合方法としては、一般
に酸化ソルダー法、テレフンケン法、活性金属法などが
ある。
に酸化ソルダー法、テレフンケン法、活性金属法などが
ある。
活性金属法とは非常に活性な金属であるＴｉ、Ｚｒ等
と、これらの比較的低融点の合金を作るＮｉ、Ｃｒとが
共晶組成になるようにしたろう材を、セラミックスと金
属との間に挿入して、真空中又は不活性ガス中で接合す
る方法である。
と、これらの比較的低融点の合金を作るＮｉ、Ｃｒとが
共晶組成になるようにしたろう材を、セラミックスと金
属との間に挿入して、真空中又は不活性ガス中で接合す
る方法である。
（発明が解決しようとする問題点） ところで、前記金属の共晶温度は、Ｃｒ−Ｔｉ３４重量
％で８８０℃、Ｔｉ−Ｎｉ24.5重量％で９５５℃あるの
で、高温で接合しなければならない。また高温で接合す
るので、熱膨張も大きくなって熱応力が増大する。
％で８８０℃、Ｔｉ−Ｎｉ24.5重量％で９５５℃あるの
で、高温で接合しなければならない。また高温で接合す
るので、熱膨張も大きくなって熱応力が増大する。
このように従来の活性金属法で用いるろう材のろう付温
度は、９００℃以上の高温となるので、金属母材の軟
化、熱膨張の差が大きい、加熱エネルギーの損失等の問
題があった。
度は、９００℃以上の高温となるので、金属母材の軟
化、熱膨張の差が大きい、加熱エネルギーの損失等の問
題があった。
そこで本発明は、ろう付温度が低く、しかもろう付継手
強度を高くできるろう材を提供しようとするものであ
る。
強度を高くできるろう材を提供しようとするものであ
る。
（問題点を解決するための手段） 上記問題点を解決するための本発明のろう材の１つは、
Ａｇ４７．６〜８５．７重量％、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆの少
なくとも１種３．０〜１０重量％、残部Ｃｕからなる、
１５０μｍ以下の粉末が合成樹脂バインダーにて混合さ
れてなるものである。
Ａｇ４７．６〜８５．７重量％、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆの少
なくとも１種３．０〜１０重量％、残部Ｃｕからなる、
１５０μｍ以下の粉末が合成樹脂バインダーにて混合さ
れてなるものである。
本発明のろう材の他の一つは、Ａｇ４７．６〜８５．７
重量％、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆの少なくとも１種３．０〜１
０重量％、Ｉｎ、Ｓｎの少なくとも１種１〜１７重量
％、残部Ｃｕからなる、１５０μｍ以下の粉末が合成樹
脂バインダーにて混合されてなるものである。
重量％、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆの少なくとも１種３．０〜１
０重量％、Ｉｎ、Ｓｎの少なくとも１種１〜１７重量
％、残部Ｃｕからなる、１５０μｍ以下の粉末が合成樹
脂バインダーにて混合されてなるものである。
そして、上記の各元素の粉末は単体で用いることができ
るが、Ａｇ、Ｃｕ、Ｉｎ、Ｓｎのグループにおける少な
くとも２元以上の合金粉末及びＴｉ、Ｚｒ．Ｈｆのグル
ープにおける少なくとも２元以上の合金粉末を用いるこ
ともできる。
るが、Ａｇ、Ｃｕ、Ｉｎ、Ｓｎのグループにおける少な
くとも２元以上の合金粉末及びＴｉ、Ｚｒ．Ｈｆのグル
ープにおける少なくとも２元以上の合金粉末を用いるこ
ともできる。
本発明のセラミックス用ろう材において、Ａｇを47.6〜
85.7重量％とした理由は、ＡｇとＣｕの合金において固
相線と液相線の温度差を小さくし、且つろう付継手強度
を一定以上に維持するためで47.6重量％未満では液相線
と固相線の温度差が広がりろう付時にろうの溶け分れが
生じ、また液相線の温度も上がり、ろう付継手強度が低
下するものであり、85.7重量％を超えると他の添加元素
が少なくなって、ろうの濡れ性、流動性、ろう付継手強
度が劣下し、且つ液相線と固相線の温度差が広がり、液
相線の温度も高くなるからである。
85.7重量％とした理由は、ＡｇとＣｕの合金において固
相線と液相線の温度差を小さくし、且つろう付継手強度
を一定以上に維持するためで47.6重量％未満では液相線
と固相線の温度差が広がりろう付時にろうの溶け分れが
生じ、また液相線の温度も上がり、ろう付継手強度が低
下するものであり、85.7重量％を超えると他の添加元素
が少なくなって、ろうの濡れ性、流動性、ろう付継手強
度が劣下し、且つ液相線と固相線の温度差が広がり、液
相線の温度も高くなるからである。
また、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆの少なくとも１種を3.0〜10重
量％とした理由は、ろう付継手強度を高くするためで、
3.0重量％未満ではセラミックスに対して真空中、不活
性ガス中での濡れ性が無くなり、セラミックス用のろう
材としては不適合であり、１０重量％を超えると濡れ性
はそれ以上向上せず、融点が上がり、且つＴｉ、Ｚｒ、
Ｈｆの少なくとも１種がろう中に多く残り、脆い金属間
化合物が多くなって、ろう付継手強度が劣下するもので
ある。
量％とした理由は、ろう付継手強度を高くするためで、
3.0重量％未満ではセラミックスに対して真空中、不活
性ガス中での濡れ性が無くなり、セラミックス用のろう
材としては不適合であり、１０重量％を超えると濡れ性
はそれ以上向上せず、融点が上がり、且つＴｉ、Ｚｒ、
Ｈｆの少なくとも１種がろう中に多く残り、脆い金属間
化合物が多くなって、ろう付継手強度が劣下するもので
ある。
さらに、残部のＣｕは、Ａｇ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｉ
ｎ、Ｓｎと合金して融点を下げ、且つ金属母材に対して
濡れ性が良いので、添加したものである。
ｎ、Ｓｎと合金して融点を下げ、且つ金属母材に対して
濡れ性が良いので、添加したものである。
然してまた、Ｉｎ、Ｓｎの少なくとも１種を１〜１７重
量％を添加する理由は、Ａｇ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｃｕ
の成分組成のろう材の融点の低下及びろうの流動性、濡
れ性をより一層向上させるためで、１重量％未満ではそ
の効果が無く、１７重量％を超えると、ろう付継手が脆
くなるものである。１〜１７重量％の範囲内の添加で
は、ろう付時のセラミックスと金属の熱膨張差を少なく
することができ、セラミックスの割れを押えられるもの
である。
量％を添加する理由は、Ａｇ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｃｕ
の成分組成のろう材の融点の低下及びろうの流動性、濡
れ性をより一層向上させるためで、１重量％未満ではそ
の効果が無く、１７重量％を超えると、ろう付継手が脆
くなるものである。１〜１７重量％の範囲内の添加で
は、ろう付時のセラミックスと金属の熱膨張差を少なく
することができ、セラミックスの割れを押えられるもの
である。
粉末の形状寸法を１５０μｍ以下とした理由は、粒径が
大きいと、継手の隙間にろうを置いて加熱溶融した際、
位置ずれが生じるからである。
大きいと、継手の隙間にろうを置いて加熱溶融した際、
位置ずれが生じるからである。
粉末を合成樹脂バインダーにて混合した理由は、粉末の
ままでは接合面に設置しにくいからである。
ままでは接合面に設置しにくいからである。
（実施例） 本発明のセラミックス用ろう材の具体的な実施例を、従
来例と共に説明する。
来例と共に説明する。
先ず、各元素の粉末が単体である場合の実施例について
説明する。下記の表−１の左欄に示す成分組成の実施例
１乃至６のろう材は、溶融噴霧法で各成分をＡｒガスを
用いて粒径150μ以下に粉末化した上で、メタアクリル
酸メチルの溶液重合にトルエン２０重量％を加えて混合
して成るバインダーに、上記粉末を９０重量％となるよ
うに加えてペースト状に混合して成るものである。一
方、下記の表−１の左欄に示す成分組成の従来例１のろ
う材は、Ｔｉ板、Ｃｕ板、Ｔｉ板の３枚を、従来例２の
ろう材は、Ｔｉ板、Ｎｉ板、Ｔｉ板の３枚を、夫々熱間
圧延により接合して0.1mmの板材となしたものである。
これら実施例及び従来例の融点、ろう付温度は下記の表
−１の中央欄に示す通りである。そして、これら実施例
及び従来例のろう材をもちいて、Ａｌ２Ｏ３とＡｌ２Ｏ
３、及びＡｌ２Ｏ３とＦｅ−Ｎｉ４２重量％合金の板材
を第１図に示す如く重合して、真空中１×１０-1Ｔｏｒ
ｒ中でろう付した。この時のろう付時間はろう付温度に
達してから２分間保持した。そして冷却後、第２図に示
す如く引張り試験を行って、ろう付継手のせん断強さを
測定した処、下記の表−１の右欄に示すような結果を得
た。
説明する。下記の表−１の左欄に示す成分組成の実施例
１乃至６のろう材は、溶融噴霧法で各成分をＡｒガスを
用いて粒径150μ以下に粉末化した上で、メタアクリル
酸メチルの溶液重合にトルエン２０重量％を加えて混合
して成るバインダーに、上記粉末を９０重量％となるよ
うに加えてペースト状に混合して成るものである。一
方、下記の表−１の左欄に示す成分組成の従来例１のろ
う材は、Ｔｉ板、Ｃｕ板、Ｔｉ板の３枚を、従来例２の
ろう材は、Ｔｉ板、Ｎｉ板、Ｔｉ板の３枚を、夫々熱間
圧延により接合して0.1mmの板材となしたものである。
これら実施例及び従来例の融点、ろう付温度は下記の表
−１の中央欄に示す通りである。そして、これら実施例
及び従来例のろう材をもちいて、Ａｌ２Ｏ３とＡｌ２Ｏ
３、及びＡｌ２Ｏ３とＦｅ−Ｎｉ４２重量％合金の板材
を第１図に示す如く重合して、真空中１×１０-1Ｔｏｒ
ｒ中でろう付した。この時のろう付時間はろう付温度に
達してから２分間保持した。そして冷却後、第２図に示
す如く引張り試験を行って、ろう付継手のせん断強さを
測定した処、下記の表−１の右欄に示すような結果を得
た。
次に各成分が２元以上の合金粉末である場合の実施例に
ついて説明する。下記の表−２の左欄に示す配合内容、
混合割合のろう材は、溶融噴霧法で合金粉末及び単体粉
末をＡｒガスを用いて粒径150μに粉末化した上で、メ
タアクリル酸メチルの溶液重合にトルエン２０重量％を
加えて混合して成るバインダーに、上記粉末を９０重量
％となるように加えてペースト状に混合して成るもので
ある。これら実施例のろう材の融点及びろう付温度は下
記の表−２の中央欄に示す通りである。そして実施例の
ろう材を用いてＡｌ２Ｏ３とＡｌ２Ｏ３及びＡｌ２Ｏ３
とＦｅ−Ｎｉ４２重量％合金の板材を第１図に示す如く
重合して、真空中１×１０-6Ｔｏｒｒ中でろう付した。
この時ろう付時間はろう付温度に達してから２分間保持
した。そして冷却後、第２図に示す如く引張り試験を行
って、ろう付継手のせん断強さを測定した処、下記の表
−２の右欄に示すような結果を得た。
ついて説明する。下記の表−２の左欄に示す配合内容、
混合割合のろう材は、溶融噴霧法で合金粉末及び単体粉
末をＡｒガスを用いて粒径150μに粉末化した上で、メ
タアクリル酸メチルの溶液重合にトルエン２０重量％を
加えて混合して成るバインダーに、上記粉末を９０重量
％となるように加えてペースト状に混合して成るもので
ある。これら実施例のろう材の融点及びろう付温度は下
記の表−２の中央欄に示す通りである。そして実施例の
ろう材を用いてＡｌ２Ｏ３とＡｌ２Ｏ３及びＡｌ２Ｏ３
とＦｅ−Ｎｉ４２重量％合金の板材を第１図に示す如く
重合して、真空中１×１０-6Ｔｏｒｒ中でろう付した。
この時ろう付時間はろう付温度に達してから２分間保持
した。そして冷却後、第２図に示す如く引張り試験を行
って、ろう付継手のせん断強さを測定した処、下記の表
−２の右欄に示すような結果を得た。
前期の表−１及び表−２で明らかなように実施例のろう
材は、表−１の従来例のろう材に比し、ろう付温度が低
く、ろう付強度が著しく高いことが判る。
材は、表−１の従来例のろう材に比し、ろう付温度が低
く、ろう付強度が著しく高いことが判る。
（発明の効果） 以上詳記した通り本発明のセラミックス用ろう材は、ろ
う付温度が低いので、ろう付時の加熱エネルギー損失を
減少でき、また金属母材の軟化を抑制でき、さらに熱膨
張を低下できて熱応力を緩和できる。特に、本発明のセ
ラミックス用ろう材は、ろう付温度を高くでき、また継
手の隙間にろうを置いて加熱溶融した際、位置ずれが生
ぜず、さらに接合面に設置し易く、従来のろう材にとっ
て代わることのできる画期的なものと言える。
う付温度が低いので、ろう付時の加熱エネルギー損失を
減少でき、また金属母材の軟化を抑制でき、さらに熱膨
張を低下できて熱応力を緩和できる。特に、本発明のセ
ラミックス用ろう材は、ろう付温度を高くでき、また継
手の隙間にろうを置いて加熱溶融した際、位置ずれが生
ぜず、さらに接合面に設置し易く、従来のろう材にとっ
て代わることのできる画期的なものと言える。
第１図はろう付する板材の重合状態を示す図、第２図は
重合してろう付した板材のろう付継手のせん断強さを測
定する引張り試験の状態を示す断面図である。
重合してろう付した板材のろう付継手のせん断強さを測
定する引張り試験の状態を示す断面図である。
Claims (6)
- 【請求項１】Ａｇ４７．６〜８５．７重量％、Ｔｉ、Ｚ
ｒ、Ｈｆの少なくとも１種３．０〜１０重量％、残部Ｃ
ｕからなる、１５０μｍ以下の粉末が合成樹脂バインダ
ーにて混合されていることを特徴とするセラミックス用
ろう材。 - 【請求項２】各元素の粉末が単体であることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項に記載のセラミックス用ろう
材。 - 【請求項３】粉末が、Ａｇ、Ｃｕの合金粉末であり、Ｔ
ｉ、Ｚｒ、Ｈｆのグループにおいて少なくとも２元以上
の合金粉末である特許請求の範囲第１項に記載のセラミ
ックス用ろう材。 - 【請求項４】Ａｇ４７．６〜８５．７重量％、Ｔｉ、Ｚ
ｒ、Ｈｆの少なくとも１種３．０〜１０重量％、Ｉｎ、
Ｓｎの少なくとも１種１〜１７重量％、残部Ｃｕからな
る、１５０μｍ以下の粉末が合成樹脂バインダーにて混
合されていることを特徴とするセラミックス用ろう材。 - 【請求項５】各元素の粉末が単体であることを特徴とす
る特許請求の範囲第４項に記載のセラミックス用ろう
材。 - 【請求項６】粉末が、Ａｇ、Ｃｕ、Ｉｎ、Ｓｎのグルー
プにおいて少なくとも２元以上の合金粉末であり、Ｔ
ｉ、Ｚｒ、Ｈｆのグループにおいて少なくとも２元以上
の合金粉末である特許請求の範囲第４項に記載のセラミ
ックス用ろう材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60219374A JPH0635077B2 (ja) | 1985-10-02 | 1985-10-02 | セラミックス用ろう材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60219374A JPH0635077B2 (ja) | 1985-10-02 | 1985-10-02 | セラミックス用ろう材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6281290A JPS6281290A (ja) | 1987-04-14 |
| JPH0635077B2 true JPH0635077B2 (ja) | 1994-05-11 |
Family
ID=16734413
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60219374A Expired - Lifetime JPH0635077B2 (ja) | 1985-10-02 | 1985-10-02 | セラミックス用ろう材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0635077B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2967929B2 (ja) * | 1987-10-27 | 1999-10-25 | 旭硝子株式会社 | 窒化アルミニウム基板用導体ペースト |
| US4883745A (en) * | 1988-11-07 | 1989-11-28 | Gte Products Corporation | Silver-copper-titanium brazing alloy containing crust inhibiting element |
| JP2577158B2 (ja) * | 1992-03-23 | 1997-01-29 | 日本碍子株式会社 | 電子部品用セラミックスパッケージに使用される外部導出用端子 |
| JPH0725677A (ja) * | 1993-05-10 | 1995-01-27 | Isuzu Motors Ltd | セラミックスとニッケル又はニッケル系合金との接合方 法 |
| JP2682505B2 (ja) * | 1995-04-03 | 1997-11-26 | オムロン株式会社 | 回路基板搬送系の位置決め機構 |
| JP4345054B2 (ja) * | 2003-10-09 | 2009-10-14 | 日立金属株式会社 | セラミックス基板用ろう材及びこれを用いたセラミックス回路基板、パワー半導体モジュール |
| US7461772B2 (en) * | 2005-10-28 | 2008-12-09 | General Electric Company | Silver/aluminum/copper/titanium/nickel brazing alloys for brazing WC-Co to titanium alloys |
| CN101401197B (zh) * | 2006-03-08 | 2011-05-18 | 株式会社东芝 | 电子元器件模块 |
| EP2390037A1 (fr) * | 2009-06-15 | 2011-11-30 | Schneider Electric Industries SAS | Procédé d'assemblage par brasage réactif et ampoule à vide assemblée selon ce procédé |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57195598A (en) * | 1981-05-29 | 1982-12-01 | Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk | Ag solder |
| JPS60166195A (ja) * | 1984-02-10 | 1985-08-29 | Toshiba Corp | 活性金属ろう材 |
| JPS60166165A (ja) * | 1984-02-10 | 1985-08-29 | Toshiba Corp | 窒化物系セラミックスと金属との接合方法 |
-
1985
- 1985-10-02 JP JP60219374A patent/JPH0635077B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6281290A (ja) | 1987-04-14 |
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