JPH0729859B2 - セラミツクス−金属接合部材 - Google Patents
セラミツクス−金属接合部材Info
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- JPH0729859B2 JPH0729859B2 JP60196513A JP19651385A JPH0729859B2 JP H0729859 B2 JPH0729859 B2 JP H0729859B2 JP 60196513 A JP60196513 A JP 60196513A JP 19651385 A JP19651385 A JP 19651385A JP H0729859 B2 JPH0729859 B2 JP H0729859B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、セラミックスと金属の接合部材に関する。
窒化ケイ素，炭化ケイ素，アルミナ等の各種セラミック
スは、夫々が備えた特異な性質を生かすことにより構造
部材、各種機能部材として広く利用され始じめている。
その多くの場合は、セラミックスそれ自体を単独で利用
するという態様である。こうしたセラミックスに金属を
接合できるとすれば、得られた部材は新たな機能を備え
た部材として一層広い分野での利用が可能になるものと
考えられる。
スは、夫々が備えた特異な性質を生かすことにより構造
部材、各種機能部材として広く利用され始じめている。
その多くの場合は、セラミックスそれ自体を単独で利用
するという態様である。こうしたセラミックスに金属を
接合できるとすれば、得られた部材は新たな機能を備え
た部材として一層広い分野での利用が可能になるものと
考えられる。
上述したセラミックス−金属接合部材において、それが
構造部品である場合にはセラミックスと金属の接合強度
は充分に高いことが要求され、一方機能部材である場合
には、セラミックスと金属の接合界面では連続性を有す
ることが要求される。しかしながら、一般にセラミック
スと金属とは各々原子結合状態が相違する材料であり、
両者の反応性などの化学的性質；熱膨張率；電気伝導度
などの物質的性質が互に異なるため、両者の接合時にお
いては、接合界面での冶金的接合状態が形成され難い。
構造部品である場合にはセラミックスと金属の接合強度
は充分に高いことが要求され、一方機能部材である場合
には、セラミックスと金属の接合界面では連続性を有す
ることが要求される。しかしながら、一般にセラミック
スと金属とは各々原子結合状態が相違する材料であり、
両者の反応性などの化学的性質；熱膨張率；電気伝導度
などの物質的性質が互に異なるため、両者の接合時にお
いては、接合界面での冶金的接合状態が形成され難い。
ところで、従来よりセラミックスと金属とを冶金的に接
合する方法としては、以下に示す種種の方法が知られて
いる。
合する方法としては、以下に示す種種の方法が知られて
いる。
セラミックスの金属と接合すべき面にMo−Ti−Ｗを主
成分とする粉末と有機バインダとの混合物を塗布し、加
湿した雰囲気中で1400〜1700℃に加熱して反応させ、メ
タライジングと呼ばれる層を形成し、つづいてこのメタ
ライジング層上にNiメッキを施した後、該Niメッキに金
属（例えばCu母材）をPb−Sn系半田などにより接合する
方法。
成分とする粉末と有機バインダとの混合物を塗布し、加
湿した雰囲気中で1400〜1700℃に加熱して反応させ、メ
タライジングと呼ばれる層を形成し、つづいてこのメタ
ライジング層上にNiメッキを施した後、該Niメッキに金
属（例えばCu母材）をPb−Sn系半田などにより接合する
方法。
セラミックスと金属とをAu,Ptのような貴金属，つま
り酸素との親和かが小さい金属を主成分とする合金を用
いて接合する方法。
り酸素との親和かが小さい金属を主成分とする合金を用
いて接合する方法。
セラミックスと金属との接合部にTi,Nb,Zrなどの活性
金属又は熱処理によって活性金属に転化する活性金属水
素化物を介在させた後、両者を高温，高圧下で接合する
方法。
金属又は熱処理によって活性金属に転化する活性金属水
素化物を介在させた後、両者を高温，高圧下で接合する
方法。
しかしながら、上記の方法は必要とする工程数が多く
なり、煩雑であるという欠点を有する。上記の方法
は、簡単な工程で接合できるものの、高価な貴金属を使
用するため、経済的メリットは極めて少なく、しかも、
セラミックスと金属とが十分に接触するように高い圧力
を必要とする。上記の方法は、活性金属の作用により
強固な接合が可能であるが、前記の方法と同様に高い
接合圧力を必要とするため、変形を嫌うような部品等に
は適用することが好ましくない。
なり、煩雑であるという欠点を有する。上記の方法
は、簡単な工程で接合できるものの、高価な貴金属を使
用するため、経済的メリットは極めて少なく、しかも、
セラミックスと金属とが十分に接触するように高い圧力
を必要とする。上記の方法は、活性金属の作用により
強固な接合が可能であるが、前記の方法と同様に高い
接合圧力を必要とするため、変形を嫌うような部品等に
は適用することが好ましくない。
このような問題を解決するために、米国特許法第2,857,
663号明細書には次のような接合方法が開示されてい
る。この方法は遷移金属とセラミックスの接合部に活性
金属を介在させ、該接合部を遷移金属と活性金属の合金
の融点より高く、遷移金属の融点より低い温度に加熱
し、遷移金属と活性金属の原子を相互に拡散せしめて合
金化し、この合金によって遷移金属とセラミックスとを
接合する方法である。
663号明細書には次のような接合方法が開示されてい
る。この方法は遷移金属とセラミックスの接合部に活性
金属を介在させ、該接合部を遷移金属と活性金属の合金
の融点より高く、遷移金属の融点より低い温度に加熱
し、遷移金属と活性金属の原子を相互に拡散せしめて合
金化し、この合金によって遷移金属とセラミックスとを
接合する方法である。
しかしながら、上記方法では得られたセラミックス−金
属接合部材を冷却する過程でセラミックスにクラックが
煩発するという問題がある。これは、セラミックスと金
属との間に発生する熱応力に基づく現象である。例え
ば、セラミックスがアルミナ、窒化ケイ素の場合、夫々
の線熱膨張係数は8.8×10-6/℃,2.5×10-6/℃であり、C
u,Ni,Feなどに比べてその値は約１桁小さいもので、両
者の接合部に発生する熱応力は大きくなる。しかも、熱
応力は接合時の温度と冷却時の温度（室温）との差が大
きければ大きいほど増大する。従って、熱応力を減ずる
ためには接合時の温度を低めることが求められ、そのこ
とは接合時に低融点のろう材の使用が要求されることに
なる。
属接合部材を冷却する過程でセラミックスにクラックが
煩発するという問題がある。これは、セラミックスと金
属との間に発生する熱応力に基づく現象である。例え
ば、セラミックスがアルミナ、窒化ケイ素の場合、夫々
の線熱膨張係数は8.8×10-6/℃,2.5×10-6/℃であり、C
u,Ni,Feなどに比べてその値は約１桁小さいもので、両
者の接合部に発生する熱応力は大きくなる。しかも、熱
応力は接合時の温度と冷却時の温度（室温）との差が大
きければ大きいほど増大する。従って、熱応力を減ずる
ためには接合時の温度を低めることが求められ、そのこ
とは接合時に低融点のろう材の使用が要求されることに
なる。
上述した問題点に対して特開昭56−163093号の接合方法
の提案や活性金属を含むろう材をセラミックスと金属の
両者に拡散せしめて構成した接合部材の開発がなされて
いる。しかしながら、これらの方法は複雑な工程、長時
間の熱処理が不可避であるため、生産性等の点で問題が
あり、しかもセラミックスと金属間の熱応力の緩和には
必ずしも有効ではない。
の提案や活性金属を含むろう材をセラミックスと金属の
両者に拡散せしめて構成した接合部材の開発がなされて
いる。しかしながら、これらの方法は複雑な工程、長時
間の熱処理が不可避であるため、生産性等の点で問題が
あり、しかもセラミックスと金属間の熱応力の緩和には
必ずしも有効ではない。
上記手法の適用時における応力緩和を果たすための方法
としては、セラミックスと金属の間に軟質金属層を介在
させ、その塑性変形及び弾性変形によって熱応力を緩和
する方法（特開昭56−41879号）、セラミックスと金属
の間に線膨張率が両者の中間の値を有する材料の層を介
在させる方法（特開昭55−113678号）、セラミックスか
ら金属にかけて線膨張率が小から大へと変化する複数の
層を順次積層して介在させる方法（特開昭55−7544号）
などが開示されている。
としては、セラミックスと金属の間に軟質金属層を介在
させ、その塑性変形及び弾性変形によって熱応力を緩和
する方法（特開昭56−41879号）、セラミックスと金属
の間に線膨張率が両者の中間の値を有する材料の層を介
在させる方法（特開昭55−113678号）、セラミックスか
ら金属にかけて線膨張率が小から大へと変化する複数の
層を順次積層して介在させる方法（特開昭55−7544号）
などが開示されている。
しかしながら、活性金属を含むろう材での上記接合方法
の場合、接合面にかかる圧力によって、しばしば溶融ろ
う材が接合部からはみ出すことがある。このはみ出した
溶融ろう材の量が多くなると、凝固冷却する過程におい
て、セラミックスとろう材の熱膨張係数の差に基づく熱
応力によりセラミックスにクラックが生じることがあ
る。この現象を防止するためには、はみ出しがなく、か
つ接合部全面をろう材がぬらすのに必要な最適なろう材
の量（厚さ）を決めればよいが、用いる接合材料、接合
圧力、接合温度、雰囲気等の条件により、ろう材の最適
量を決めるのは非常に困難である。また、はみ出しを機
械的に防止する方法、例えばろう材とのぬれ性の悪い材
料を用いて接合部外周をシールする方法が考えられる
が、この方法はぬれ性の悪い材料の選定が困難であるば
かりか、接合工程の煩雑化を招くことになり、現実的な
方法とはいい難い。
の場合、接合面にかかる圧力によって、しばしば溶融ろ
う材が接合部からはみ出すことがある。このはみ出した
溶融ろう材の量が多くなると、凝固冷却する過程におい
て、セラミックスとろう材の熱膨張係数の差に基づく熱
応力によりセラミックスにクラックが生じることがあ
る。この現象を防止するためには、はみ出しがなく、か
つ接合部全面をろう材がぬらすのに必要な最適なろう材
の量（厚さ）を決めればよいが、用いる接合材料、接合
圧力、接合温度、雰囲気等の条件により、ろう材の最適
量を決めるのは非常に困難である。また、はみ出しを機
械的に防止する方法、例えばろう材とのぬれ性の悪い材
料を用いて接合部外周をシールする方法が考えられる
が、この方法はぬれ性の悪い材料の選定が困難であるば
かりか、接合工程の煩雑化を招くことになり、現実的な
方法とはいい難い。
本発明は、高温での接合強度が高く、しかも熱影響によ
るセラミックスのクラック発生を防止したセラミックス
−金属接合部材を提供しようとするものである。
るセラミックスのクラック発生を防止したセラミックス
−金属接合部材を提供しようとするものである。
本発明者らは、セラミックスと金属との間に応力緩衝部
材を介在せしめて全体をろう材で接合した接合部材につ
いて鋭意研究を重ねた結果、応力緩衝材として１〜30体
積％の空孔率を有する金属焼結層を用いることによっ
て、既述の如く高温での接合強度が高く、くかも熱影響
によるセラミックスのクラック発生を防止したセラミッ
クス−金属接合部材を見い出した。
材を介在せしめて全体をろう材で接合した接合部材につ
いて鋭意研究を重ねた結果、応力緩衝材として１〜30体
積％の空孔率を有する金属焼結層を用いることによっ
て、既述の如く高温での接合強度が高く、くかも熱影響
によるセラミックスのクラック発生を防止したセラミッ
クス−金属接合部材を見い出した。
すなわち、本発明に係わるセラミックス−金属接合部材
はセラミックスと金属の接合面に１〜30体積％の空孔率
を有する金属焼結層を配置し、かつ少なくとも前記セラ
ミックスと前記金属焼結層の間に活性金属を含む層を介
在させて接合したことを特徴とするものである。
はセラミックスと金属の接合面に１〜30体積％の空孔率
を有する金属焼結層を配置し、かつ少なくとも前記セラ
ミックスと前記金属焼結層の間に活性金属を含む層を介
在させて接合したことを特徴とするものである。
上記セラミックスとしては、例えばAl2O3,ZrO2などの酸
化物系セラミックス、SiC,TiCなどの炭化物系セラミッ
クス、Si3N4,AlNなどの窒化物系セラミックス等を挙げ
ることができる。
化物系セラミックス、SiC,TiCなどの炭化物系セラミッ
クス、Si3N4,AlNなどの窒化物系セラミックス等を挙げ
ることができる。
上記金属としては、例えばFe,Ni,Co,Ti,Mo,W,Nb,Ta,Zr
又はこれらの合金等を挙げることができる。
又はこれらの合金等を挙げることができる。
上記金属焼結層は、粉末冶金法により得ることができ
る。この金属としては、Ni,Co,Fe,Tiなどの融点の比較
的高い金属もしくはこれらの合金等を挙げることができ
る。こうした金属焼結層の空孔率を上記範囲に限定した
理由はその空孔率を１体積％末満にすると、熱応力の緩
和作用が低く、クラック発生の防止やせん断強度の向上
を達成できず、かといってその空孔率が30体積％を越え
ると、せん断強さの低下を招く。より好ましい空孔率の
範囲は、５〜20体積％である。
る。この金属としては、Ni,Co,Fe,Tiなどの融点の比較
的高い金属もしくはこれらの合金等を挙げることができ
る。こうした金属焼結層の空孔率を上記範囲に限定した
理由はその空孔率を１体積％末満にすると、熱応力の緩
和作用が低く、クラック発生の防止やせん断強度の向上
を達成できず、かといってその空孔率が30体積％を越え
ると、せん断強さの低下を招く。より好ましい空孔率の
範囲は、５〜20体積％である。
上記金属焼結層の厚さは、0.3mm以上にすることが望ま
しい。この理由は、金属焼結層の厚さを0.3mm末満にす
ると、セラミックスと金属との間に発生する熱応力を有
効に吸収することが難しくなり、接合部の強度が著しく
低下したり、セラミックスにクラックが発生する恐れが
あるからである。
しい。この理由は、金属焼結層の厚さを0.3mm末満にす
ると、セラミックスと金属との間に発生する熱応力を有
効に吸収することが難しくなり、接合部の強度が著しく
低下したり、セラミックスにクラックが発生する恐れが
あるからである。
このような金属焼結層において、熱応力の吸収に大きく
寄与するのは、該金属焼結層中に無数に分布する微細
な空孔による吸収と、金属焼結層自体の塑性変形又は
弾性変形による吸収である。特に、前記の金属焼結層
中の空孔が大きく寄与しており、接合時の室温付近で生
じる最大の熱歪みを該空孔部で吸収してセラミックスの
クラック発生を防止する。一方、接合部材の高温接合強
度は金属焼結層自体の強さに依存する。従って、金属焼
結層の空孔率は、前記範囲（１〜30体積％）内において
熱応力の緩和と高温接合強さとの兼ね合いで決められ
る。
寄与するのは、該金属焼結層中に無数に分布する微細
な空孔による吸収と、金属焼結層自体の塑性変形又は
弾性変形による吸収である。特に、前記の金属焼結層
中の空孔が大きく寄与しており、接合時の室温付近で生
じる最大の熱歪みを該空孔部で吸収してセラミックスの
クラック発生を防止する。一方、接合部材の高温接合強
度は金属焼結層自体の強さに依存する。従って、金属焼
結層の空孔率は、前記範囲（１〜30体積％）内において
熱応力の緩和と高温接合強さとの兼ね合いで決められ
る。
前記活性金属を含む層としては、例えばTi、NbまたはZr
等を箔の形態出用いることができる。また、前記活性金
属を含む層としてはTi箔とCu箔の積層薄膜、Ti箔とAg箔
の積層薄膜を用いることができる。
等を箔の形態出用いることができる。また、前記活性金
属を含む層としてはTi箔とCu箔の積層薄膜、Ti箔とAg箔
の積層薄膜を用いることができる。
前記活性金属を含む層は、前記セラミックスと前記金属
焼結層の間の他に、必要に応じて前記金属焼結層と前記
金属の間に介在させてもよい。
焼結層の間の他に、必要に応じて前記金属焼結層と前記
金属の間に介在させてもよい。
以下、本発明の実施例を説明する。
実施例１ まず、直径13mm、厚さ5mmの窒化ケイ素円柱体、直径13m
m、厚さ5mmの構造用炭素鋼（JIS,S45C）の円板を用意し
た。また、直径15mm、厚さ0.8mmのNi焼結体（密度92〜9
3％）を用意した。
m、厚さ5mmの構造用炭素鋼（JIS,S45C）の円板を用意し
た。また、直径15mm、厚さ0.8mmのNi焼結体（密度92〜9
3％）を用意した。
次いで、前記窒化ケイ素円柱体と炭素鋼円板の間に前記
Ni焼結体を介在させ、該窒化ケイ素円柱体とNi焼結体の
間及びNi焼結体と炭素鋼円板の間に夫々厚さ３μｍのTi
箔とCu箔の積層薄膜を挾んで重ね合せた後、10kg/cm2の
圧力を加えながら、５×10-5Torr,950℃×４分間の条件
に保持し、ひきつづきアルゴンガス中で冷却して窒化ケ
イ素−炭素鋼接合部材を得た。
Ni焼結体を介在させ、該窒化ケイ素円柱体とNi焼結体の
間及びNi焼結体と炭素鋼円板の間に夫々厚さ３μｍのTi
箔とCu箔の積層薄膜を挾んで重ね合せた後、10kg/cm2の
圧力を加えながら、５×10-5Torr,950℃×４分間の条件
に保持し、ひきつづきアルゴンガス中で冷却して窒化ケ
イ素−炭素鋼接合部材を得た。
得られた接合部材について、接合面にせん断応力を加
え、室温から600℃までのせん断強さを測定した。ま
た、比較例１としてNi焼結板の代りに厚さ0.8mmの純Ni
板を用いた以外、実施例１と同条件で接合した窒化ケイ
素−炭素鋼接合部材を造り、同様にせん断強さを測定し
た。これらの結果を図に示した。なお、図中のA,Bは夫
々本実施例１、比較例１の接合部材の特性線を示す。
え、室温から600℃までのせん断強さを測定した。ま
た、比較例１としてNi焼結板の代りに厚さ0.8mmの純Ni
板を用いた以外、実施例１と同条件で接合した窒化ケイ
素−炭素鋼接合部材を造り、同様にせん断強さを測定し
た。これらの結果を図に示した。なお、図中のA,Bは夫
々本実施例１、比較例１の接合部材の特性線を示す。
図から明らかな如く、本実施例１における接合部材は、
せん断強さが室温から600℃においていずれも6kg/mm2以
上であって、窒化ケイ素と炭素鋼との間の熱応力を充分
に緩和していることが推定される。これに対し、比較例
１の場合は、室温から200℃において１〜2kg/mm2のせん
断強さが認められたが、接合部材の窒化ケイ素には既に
クラックが生じており、純Ni板では熱応力の緩和が充分
になされていないことがわかる。なお、300℃以上にお
いては測定そのものができなかった。
せん断強さが室温から600℃においていずれも6kg/mm2以
上であって、窒化ケイ素と炭素鋼との間の熱応力を充分
に緩和していることが推定される。これに対し、比較例
１の場合は、室温から200℃において１〜2kg/mm2のせん
断強さが認められたが、接合部材の窒化ケイ素には既に
クラックが生じており、純Ni板では熱応力の緩和が充分
になされていないことがわかる。なお、300℃以上にお
いては測定そのものができなかった。
実施例２ まず、下記第１表に示す寸法の正方形で厚さ2mmの窒化
ケイ素板、同第１表に示す寸法の正方形で厚さ10mmの構
造用炭素鋼板（JIS S45C）を用意した。また、各々窒化
ケイ素板と同寸法で厚さ1.0mmのNi焼結板（密度90〜92
％）を用意した。
ケイ素板、同第１表に示す寸法の正方形で厚さ10mmの構
造用炭素鋼板（JIS S45C）を用意した。また、各々窒化
ケイ素板と同寸法で厚さ1.0mmのNi焼結板（密度90〜92
％）を用意した。
次いで、前記各窒化ケイ素板と各炭素鋼板の間に前記Ni
焼結板を夫々窒化ケイ素の寸法に対応して介在させ、窒
化ケイ素板とNi焼結板の間及びNi焼結板と炭素鋼板の間
に夫々厚さ３μｍのTi箔とCu箔の積層薄膜を挾んで重ね
た後、実施例１と同様な条件で処理して９種の窒化ケイ
素−炭素鋼接合部材を得た。
焼結板を夫々窒化ケイ素の寸法に対応して介在させ、窒
化ケイ素板とNi焼結板の間及びNi焼結板と炭素鋼板の間
に夫々厚さ３μｍのTi箔とCu箔の積層薄膜を挾んで重ね
た後、実施例１と同様な条件で処理して９種の窒化ケイ
素−炭素鋼接合部材を得た。
得られた各接合部材の外観（窒化ケイ素板のクラック発
生の有無）を観察した。その結果を同第１表に併記し
た。なお、第１表中にはNi焼結板の代りにそれらNi焼結
板と同一寸法の純Ni板を用いた以外、実施例２と同様な
方法で得た窒化ケイ素−炭素鋼接合部材の外観観察結果
を比較例２として併記した。
生の有無）を観察した。その結果を同第１表に併記し
た。なお、第１表中にはNi焼結板の代りにそれらNi焼結
板と同一寸法の純Ni板を用いた以外、実施例２と同様な
方法で得た窒化ケイ素−炭素鋼接合部材の外観観察結果
を比較例２として併記した。
上記第１表より明らかな如く、本実施例２の接合部材に
おいて窒化ケイ素板の接合面が□100mmまでクラックが
生じず、Ni焼結板による高い熱応力緩和効果が認められ
る。これに対し、比較例２の場合、窒化ケイ素板の接合
面が□10mmのみでクラックが生じないが、それ以上の大
面積になるとクラックが発生し、純Ni板による熱応力緩
和効果が十分でないことがわかる。
おいて窒化ケイ素板の接合面が□100mmまでクラックが
生じず、Ni焼結板による高い熱応力緩和効果が認められ
る。これに対し、比較例２の場合、窒化ケイ素板の接合
面が□10mmのみでクラックが生じないが、それ以上の大
面積になるとクラックが発生し、純Ni板による熱応力緩
和効果が十分でないことがわかる。
なお、接合部材が高温でのせん断強さを必要としない場
合には、融点の比較的低いCu,Al等の金属焼結層（１〜3
0体積％の空孔率を有する）を使用しても同様なクラッ
ク発生を防止できる。これについて、以下に具体的な実
施例を説明する。
合には、融点の比較的低いCu,Al等の金属焼結層（１〜3
0体積％の空孔率を有する）を使用しても同様なクラッ
ク発生を防止できる。これについて、以下に具体的な実
施例を説明する。
実施例３ まず、下記第２表に示す寸法の正方形で厚さ2mmの窒化
ケイ素板、同第２表に示す寸法の正方形厚さ10mmの構造
用炭素鋼板（JIS S45C）を用意した。また、各々窒化ケ
イ素板と同寸法で厚さ1.0mmのCu焼結板（密度95〜96
％）を用意した。
ケイ素板、同第２表に示す寸法の正方形厚さ10mmの構造
用炭素鋼板（JIS S45C）を用意した。また、各々窒化ケ
イ素板と同寸法で厚さ1.0mmのCu焼結板（密度95〜96
％）を用意した。
次いで、前記各窒化ケイ素板と各炭素鋼板の間に前記Cu
焼結板を夫々の窒化ケイ素板の寸法に対応して介在さ
せ、これら窒化ケイ素板とCu焼結板の間及びCu焼結板と
炭素鋼板の間に夫々厚さ10μｍのAg箔と３μｍのTi箔の
積層薄膜を挾んで重ね合せた後、1kg/cm2の圧力を加え
ながら５×10-5Torr,850℃×６分間の条件に保持し、ひ
きつづきアルゴンガス中で冷却して９種の窒化ケイ素−
炭素鋼接合部材を得た。
焼結板を夫々の窒化ケイ素板の寸法に対応して介在さ
せ、これら窒化ケイ素板とCu焼結板の間及びCu焼結板と
炭素鋼板の間に夫々厚さ10μｍのAg箔と３μｍのTi箔の
積層薄膜を挾んで重ね合せた後、1kg/cm2の圧力を加え
ながら５×10-5Torr,850℃×６分間の条件に保持し、ひ
きつづきアルゴンガス中で冷却して９種の窒化ケイ素−
炭素鋼接合部材を得た。
得られた各接合部材の外観（窒化ケイ素板のクラック発
生の有無）を観察した。その結果を同第２表に併記し
た。なお、第２表中にはCu焼結板の代りにそれらのCu焼
結板と同一寸法のリン脱酸銅板（JIC C1221P）を用いた
以外、上記方法と同様な工程により得た窒化ケイ素−炭
素鋼接合部材の外観観察結果を比較例３として併記し
た。
生の有無）を観察した。その結果を同第２表に併記し
た。なお、第２表中にはCu焼結板の代りにそれらのCu焼
結板と同一寸法のリン脱酸銅板（JIC C1221P）を用いた
以外、上記方法と同様な工程により得た窒化ケイ素−炭
素鋼接合部材の外観観察結果を比較例３として併記し
た。
上記第２表より明らかな如く、本実施例３の接合部材に
おいて窒化ケイ素板の接合面が□150mmと大面積となっ
てもクラック発生は起こらず、Cu焼結板による高い応力
緩和効果が認められる。これに対し、比較例３の場合、
窒化ケイ素板の接合面が□20mmまでのみクラックが生じ
ないが、それ以上の大面積になると、クラックが発生す
る。
おいて窒化ケイ素板の接合面が□150mmと大面積となっ
てもクラック発生は起こらず、Cu焼結板による高い応力
緩和効果が認められる。これに対し、比較例３の場合、
窒化ケイ素板の接合面が□20mmまでのみクラックが生じ
ないが、それ以上の大面積になると、クラックが発生す
る。
以上詳述した如く、本発明によれば高温での接合強度が
高く、しかも熱影響によるセラミックスのクラック発
生、特に大面積の接合面とした時のクラック発生を防止
でき、ひいては各種の構造部材、機能部材として有用な
高信頼性のセラミックス−金属接合部材を提供できる。
高く、しかも熱影響によるセラミックスのクラック発
生、特に大面積の接合面とした時のクラック発生を防止
でき、ひいては各種の構造部材、機能部材として有用な
高信頼性のセラミックス−金属接合部材を提供できる。
図面は本実施例１及び比較例１の窒化ケイ素−炭素鋼接
合部材の接合面に温度を加えてせん断強さを測定するこ
とにより得た特性図である。
合部材の接合面に温度を加えてせん断強さを測定するこ
とにより得た特性図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹田 博光 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝総合研究所内 (56)参考文献 特開 昭58−41778（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−204880（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−33269（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】セラミックスと金属の接合面に１〜30体積
％の空孔率を有する金属焼結層を配置し、かつ少なくと
も前記セラミックスと前記金属焼結層の間に活性金属を
含む層を介在させて接合したことを特徴とするセラミッ
クスと−属接合部材。 - 【請求項２】金属焼結層がNi、Fe、Co、Ti、Zrのいずれ
か、もしくはこれらの合金からなることを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載のセラミックス−金属接合部
材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60196513A JPH0729859B2 (ja) | 1985-09-05 | 1985-09-05 | セラミツクス−金属接合部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60196513A JPH0729859B2 (ja) | 1985-09-05 | 1985-09-05 | セラミツクス−金属接合部材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6256380A JPS6256380A (ja) | 1987-03-12 |
| JPH0729859B2 true JPH0729859B2 (ja) | 1995-04-05 |
Family
ID=16358994
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60196513A Expired - Lifetime JPH0729859B2 (ja) | 1985-09-05 | 1985-09-05 | セラミツクス−金属接合部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0729859B2 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US6703136B1 (en) | 2000-07-03 | 2004-03-09 | Ngk Insulators, Ltd. | Joined body and high-pressure discharge lamp |
| US6812642B1 (en) | 2000-07-03 | 2004-11-02 | Ngk Insulators, Ltd. | Joined body and a high-pressure discharge lamp |
| US6642654B2 (en) | 2000-07-03 | 2003-11-04 | Ngk Insulators, Ltd. | Joined body and a high pressure discharge lamp |
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| KR101225393B1 (ko) * | 2004-08-10 | 2013-01-22 | 아사히 가라스 가부시키가이샤 | 차량용 창유리 |
| JP5804838B2 (ja) * | 2011-08-11 | 2015-11-04 | 古河電気工業株式会社 | セラミック接合体 |
| JP6323128B2 (ja) * | 2014-04-03 | 2018-05-16 | 新日鐵住金株式会社 | 回路基板の製造方法 |
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| EP4227284A1 (en) * | 2020-10-07 | 2023-08-16 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Bonded body, ceramic circuit substrate, and semiconductor device |
Family Cites Families (2)
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| JPS58204880A (ja) * | 1982-05-21 | 1983-11-29 | 日立粉末冶金株式会社 | ガラスまたはセラミツクスに焼結材を接合する方法 |
-
1985
- 1985-09-05 JP JP60196513A patent/JPH0729859B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6256380A (ja) | 1987-03-12 |
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