JPS58120578A - 無機質基材の選択性鑞付け方法 - Google Patents
無機質基材の選択性鑞付け方法Info
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- JPS58120578A JPS58120578A JP77682A JP77682A JPS58120578A JP S58120578 A JPS58120578 A JP S58120578A JP 77682 A JP77682 A JP 77682A JP 77682 A JP77682 A JP 77682A JP S58120578 A JPS58120578 A JP S58120578A
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- inorganic base
- conductive film
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- selectively
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は無機質基材と金属部材との鑞付は方法において
、選択的に無機質基材と金属部材とを鑞付けする鑞付は
方法に関するものである。
、選択的に無機質基材と金属部材とを鑞付けする鑞付は
方法に関するものである。
従来この種の無機質基材と金属部材との接合方法には、
半田付は法、ｊｌｌ付は法が用いられてきた。
半田付は法、ｊｌｌ付は法が用いられてきた。
半田付は法は無機質基材である七ラミックなどの表面に
厚膜電極用ペーストの焼結体の４成性膜を形成し、共晶
半０１等を介して金属部材に溶融接合する方法である。
厚膜電極用ペーストの焼結体の４成性膜を形成し、共晶
半０１等を介して金属部材に溶融接合する方法である。
しかしこの半田付は方法による接合は、通常２００℃以
′Ｆ程度と耐熱性が低い欠へがありた。
′Ｆ程度と耐熱性が低い欠へがありた。
また鑞付は方法を半田付は方法と同じ方法で行うと導電
性膜が鑞材中に拡散し、接合が非常に困難であるという
欠点を有していた。
性膜が鑞材中に拡散し、接合が非常に困難であるという
欠点を有していた。
そのため第７図に示す如くセラミック及びガラスからな
る無機質基材１と金属部材３との間にＴｉ、Ｚｒ等の活
性金属と、この活性金属よりも比較的低融へて合金をつ
くるＮｉ 、 Ｃｕ 、 Ａｇ とからなる金属ソル
ダー２１を挿入し、真空又は不活性ガス雰囲気中で加熱
して溶融した金属ソルダー２１層を介して溶融接合する
活性金属法がある。このような活性金属法は異種材料の
接合に便利であり、特にセラミック等の無機質材１側に
少酸含有されるＳ ｉ０２と金属ソルダー２１側のＴｉ
とが相互に拡散。
る無機質基材１と金属部材３との間にＴｉ、Ｚｒ等の活
性金属と、この活性金属よりも比較的低融へて合金をつ
くるＮｉ 、 Ｃｕ 、 Ａｇ とからなる金属ソル
ダー２１を挿入し、真空又は不活性ガス雰囲気中で加熱
して溶融した金属ソルダー２１層を介して溶融接合する
活性金属法がある。このような活性金属法は異種材料の
接合に便利であり、特にセラミック等の無機質材１側に
少酸含有されるＳ ｉ０２と金属ソルダー２１側のＴｉ
とが相互に拡散。
反応して界面部にて中間層が形成された、気密で機械的
強度にも強い接合体が得られると云われている。
強度にも強い接合体が得られると云われている。
しかしこのような活性金属法によｎば、無機質基材１上
面に金属ソルダー２１が溶融して自然に流れた界面部の
みが接合箇所となるため、無機質基材１面上の接合箇所
を選択的に得ることができないという欠点があった。
面に金属ソルダー２１が溶融して自然に流れた界面部の
みが接合箇所となるため、無機質基材１面上の接合箇所
を選択的に得ることができないという欠点があった。
本発明は無機質基材の表面に導電性膜を形成し。
この導電性膜と金属部材との間にＴｉあるいはＺｒと鑞
材とを積層し、この積層を介して前記導電性膜あるいは
無機質基材を含んだ導電性膜と前記金属部材とを溶融接
合することにより上記従来の欠点を解消するものである
□ 以下本発明の実施同第１図から第６図にもとづいて説明
する。
材とを積層し、この積層を介して前記導電性膜あるいは
無機質基材を含んだ導電性膜と前記金属部材とを溶融接
合することにより上記従来の欠点を解消するものである
□ 以下本発明の実施同第１図から第６図にもとづいて説明
する。
なお従来列と同じ部材については同一符号を付して説明
する。
する。
第１図において無機質基材１の表面にＡｕ、Ｐｔ。
Ａｇ 、 Ａｇ −Ｐｄ 、 Ａｕ −Ｐ ｔ を主
成分とする厚ｉｇ極ペーストの焼結体膜からなる導電性
膜しを形騰季鳴゛ −形成し、この４電性膜２と
金属部材３との間にＴｉ又はＺｒ４と鑞材６とが積１−
されている。
成分とする厚ｉｇ極ペーストの焼結体膜からなる導電性
膜しを形騰季鳴゛ −形成し、この４電性膜２と
金属部材３との間にＴｉ又はＺｒ４と鑞材６とが積１−
されている。
第２図はＴｉ５１ＩｄＺｒと鑞材６とを溶融し、導電性
膜２を介して無ｆｆｌ質基材１と金＠部材３とを溶融接
合した接合体を示すものである。
膜２を介して無ｆｆｌ質基材１と金＠部材３とを溶融接
合した接合体を示すものである。
この無機質基材１として純度９６％のアルミナ基板（’
１０８Ｘ ”１０ａ＋Ｘ ｈｏ、５ｍ ） ｋ 用イ、
コノアルミナ基板上面の中央部に主成分がＡｕ−Ｐｔか
らなる厚膜電極用ペーストを用いて寸法ｅｍｌ♂６嫡×
ｈ１ｏ〜１６μｍの焼結体からなる導電性＠２を形成し
た。金属部材３として５Ｏ８−４３０の平板（′１１０
ｔＨ（Ｘ ”１０ｇ Ｘ ｈＯ，３ｍｍ ） を用い
Ｔｉ又はＺｒ４がらはＴｉ箔（”４ｍｍＸ ”４＋ｒａ
ｎＸ ｈｌ ００ μｍ ）を、鑞材６として銀〜銅共
晶鑞の箔（１４鴨Ｘ”４ｍｍＸ５約６０μｍ）を用いて
構成したテストピースを、約１０−’Ｔｏｒｒ収上の真
空中で、約８００’Ｃ，５分間加熱して得た接合体であ
る。
１０８Ｘ ”１０ａ＋Ｘ ｈｏ、５ｍ ） ｋ 用イ、
コノアルミナ基板上面の中央部に主成分がＡｕ−Ｐｔか
らなる厚膜電極用ペーストを用いて寸法ｅｍｌ♂６嫡×
ｈ１ｏ〜１６μｍの焼結体からなる導電性＠２を形成し
た。金属部材３として５Ｏ８−４３０の平板（′１１０
ｔＨ（Ｘ ”１０ｇ Ｘ ｈＯ，３ｍｍ ） を用い
Ｔｉ又はＺｒ４がらはＴｉ箔（”４ｍｍＸ ”４＋ｒａ
ｎＸ ｈｌ ００ μｍ ）を、鑞材６として銀〜銅共
晶鑞の箔（１４鴨Ｘ”４ｍｍＸ５約６０μｍ）を用いて
構成したテストピースを、約１０−’Ｔｏｒｒ収上の真
空中で、約８００’Ｃ，５分間加熱して得た接合体であ
る。
この接合体の接合部であるＴｉ箔４と鑞材６との合金層
６は、無機質基材１上の導′亀性膜２の形成部のみに選
択的に溶融接合されることが判明しも本実施例との比較
のために活性金属法と呼ばれる従来法の場合の接合体を
第８図に示す。第８図において無機質基材１及び金Ｗ４
部材３は、本実施列のテストピースと同じ部材を用い、
金属ソルダー２１の合金層６にはＴｉ二Ｎｉ −Ａｇ
を用いた。第８図から明らかなように活性金属法によ
る接合部は、接合体（無機質基材１．金属部材３間の界
面全体に形成されていることがわかる。
６は、無機質基材１上の導′亀性膜２の形成部のみに選
択的に溶融接合されることが判明しも本実施例との比較
のために活性金属法と呼ばれる従来法の場合の接合体を
第８図に示す。第８図において無機質基材１及び金Ｗ４
部材３は、本実施列のテストピースと同じ部材を用い、
金属ソルダー２１の合金層６にはＴｉ二Ｎｉ −Ａｇ
を用いた。第８図から明らかなように活性金属法によ
る接合部は、接合体（無機質基材１．金属部材３間の界
面全体に形成されていることがわかる。
更に本実施例の選択性鑞付は方法の効果を詳述する。
第３図に示す如く前述の実施列で用いた無機質基材１の
上面に導電性膜２を形成し、更に導電性膜２の左右にｗ
１６μｍＸ”１．５喘の線状の導電性膜２′を形成した
ものをテストピースとした。このテストピースを用いて
前述の実施例と同じ方法で接合体を作、：）た結果、線
状の導電性膜２′を含めて導電性膜２の−Ｆ面にのみ選
択的に合金層６が形成されていることが判明した。
上面に導電性膜２を形成し、更に導電性膜２の左右にｗ
１６μｍＸ”１．５喘の線状の導電性膜２′を形成した
ものをテストピースとした。このテストピースを用いて
前述の実施例と同じ方法で接合体を作、：）た結果、線
状の導電性膜２′を含めて導電性膜２の−Ｆ面にのみ選
択的に合金層６が形成されていることが判明した。
また第４図に示す如くアルミナ基板の無機質基材１に内
径φ４馴、深さ２鴎の四部を設け、この四部を含め無機
質基材１の一人面部に導電性膜２を形成し、前述の実＃
列と同じ方法で接合体を作りた。その結果第６図に示す
ように合金層６は、導電ｒ！Ｅ膜２全２全面った形で選
択的に形成されていることが明らかとなりた〇 これらの結果から明らかなように微細で、しかも複雑な
形状を有する焦磯質基＃ｌｔ１面でも１選択的に溶融接
合が可能となる。
径φ４馴、深さ２鴎の四部を設け、この四部を含め無機
質基材１の一人面部に導電性膜２を形成し、前述の実＃
列と同じ方法で接合体を作りた。その結果第６図に示す
ように合金層６は、導電ｒ！Ｅ膜２全２全面った形で選
択的に形成されていることが明らかとなりた〇 これらの結果から明らかなように微細で、しかも複雑な
形状を有する焦磯質基＃ｌｔ１面でも１選択的に溶融接
合が可能となる。
次にＴｉをＺｒ Ｋ置き替えた場合、ならびに溶融雰囲
気を真空中から純度９９．９％■２の不活性ガスに替え
た条件で前述の実施例と同じ方法で接合体を作った結果
、前述の実梅例と同様の結果が得られた。
気を真空中から純度９９．９％■２の不活性ガスに替え
た条件で前述の実施例と同じ方法で接合体を作った結果
、前述の実梅例と同様の結果が得られた。
次に無機質基材１及び導電性膜２．鑞材６を替えた場合
の選択性鑞付けと、鑞付は強度の実験を行った。これら
の組合せを表−１に示す。
の選択性鑞付けと、鑞付は強度の実験を行った。これら
の組合せを表−１に示す。
以下余白
表 −１
選択性鑞付けと鑞付は強度の実験を行うために、第６図
に示す如く無機質基材１の上面に直径約３鴫の導電性膜
２を形成し、直径１．６叫の５ＵＳ−４３０の金属部材
３のフラ・ソトな端部が導電性膜２と接合部になる如く
金属部材３を垂直に立て。
に示す如く無機質基材１の上面に直径約３鴫の導電性膜
２を形成し、直径１．６叫の５ＵＳ−４３０の金属部材
３のフラ・ソトな端部が導電性膜２と接合部になる如く
金属部材３を垂直に立て。
導電性膜２と金属部材３との間にＴｉ４と鑞材５とを積
層（Ｔｉと鑞材との溶融後は合金層６と呼ぶ）し、そ−
して約１０−’Ｔｏｒｒ以上の真空中で８００℃。
層（Ｔｉと鑞材との溶融後は合金層６と呼ぶ）し、そ−
して約１０−’Ｔｏｒｒ以上の真空中で８００℃。
６分間加熱してそれぞれテストピースの接合体を作った
。その結果表−１の実験Ｎｏ １〜２１において無機質
基材１の表面に形成した導電性膜２面のみに選択的に接
合部が形成されていることが確認された。
。その結果表−１の実験Ｎｏ １〜２１において無機質
基材１の表面に形成した導電性膜２面のみに選択的に接
合部が形成されていることが確認された。
またこれらのテストピースを垂直方向に引張試験を行っ
た結果表−１に示す如く全て１Ｋｇ／ｃｄ１ 以上の機
械的強度を有することが判明した０金属部材３に関して
′は５ＵＳ−４３０の他に５ＵＳ−４２６合金、ジュメ
、 ト、 Ｆｅ−Ｎｉ合金など数種の実験を行ったが、
いずれの場合も５Ｏ８−４３０と同様の結果が得られた
０従って無機質基材１と金属部材３又は金属部材３同志
を溶融接合する場合、無機質基材１の熱膨張係数に近い
金属部材３又は熱膨張係数の近い金属部材３同志を選べ
ば、歪みなど生じるおそれがなく、強度的に優れた接合
体が得られる。
た結果表−１に示す如く全て１Ｋｇ／ｃｄ１ 以上の機
械的強度を有することが判明した０金属部材３に関して
′は５ＵＳ−４３０の他に５ＵＳ−４２６合金、ジュメ
、 ト、 Ｆｅ−Ｎｉ合金など数種の実験を行ったが、
いずれの場合も５Ｏ８−４３０と同様の結果が得られた
０従って無機質基材１と金属部材３又は金属部材３同志
を溶融接合する場合、無機質基材１の熱膨張係数に近い
金属部材３又は熱膨張係数の近い金属部材３同志を選べ
ば、歪みなど生じるおそれがなく、強度的に優れた接合
体が得られる。
また本実施例の場合の鑞付は方法は、各々耐熱性の高い
材料から成立つているため、接合体の耐熱性も高いこと
は明白である。
材料から成立つているため、接合体の耐熱性も高いこと
は明白である。
なお本実施例の溶融接合における詳細なメカニズムは明
らかでないが、真空中あるいは不活性ガス中で加熱する
ことにより、 Ｔｉ又はＺｒ４原子の一部が鑞材６及び
導電性膜２もしくは鑞材６と導電性膜２とが相Ｖに拡散
しありた層を通過して、無機質基材１の表面ＶＣ達し、
相互に拡散９反応が生じるものと考えられる。表−１の
実験Ｎｏ、１と同じテストピースの接合体断面に沿って
マイクロアナライザによる組成分析を行りた結果、アル
ミナ基板の無機質基材１の表面から約１μｍ内部にまで
Ｔｉ４原子が拡散していることが確認された。
らかでないが、真空中あるいは不活性ガス中で加熱する
ことにより、 Ｔｉ又はＺｒ４原子の一部が鑞材６及び
導電性膜２もしくは鑞材６と導電性膜２とが相Ｖに拡散
しありた層を通過して、無機質基材１の表面ＶＣ達し、
相互に拡散９反応が生じるものと考えられる。表−１の
実験Ｎｏ、１と同じテストピースの接合体断面に沿って
マイクロアナライザによる組成分析を行りた結果、アル
ミナ基板の無機質基材１の表面から約１μｍ内部にまで
Ｔｉ４原子が拡散していることが確認された。
また導電性膜２上に設けられ之積層としてＴｉ又はＺｒ
４ならびに鑞材５の箔を用すた場合を説明したが、これ
らが単一あるいは混合粉末を骨材にしたペーストであっ
てもよいことは容易に類推できる０ 以−Ｆの説明から明らかなように本発明の無機質基材の
選択性鑞付は方法は、無機質基材上面に導電性膜を形成
し、この導電性膜と金属部材との闇にＴｉ又はＺｒと鑞
材とを積層し、この積層を介して導電性膜と金属部材と
を溶融接合することにより、導電性膜面上のみに接合部
を選択的に形成することができる。しかも無機質基材の
微細面上や、形状の複雑な面上でも選択的に溶融接合が
可能なだめ、微細電極構造を有する成子部品や多孔質体
及び発泡体セラミック等の複雑な面に対する接合に便利
である。
４ならびに鑞材５の箔を用すた場合を説明したが、これ
らが単一あるいは混合粉末を骨材にしたペーストであっ
てもよいことは容易に類推できる０ 以−Ｆの説明から明らかなように本発明の無機質基材の
選択性鑞付は方法は、無機質基材上面に導電性膜を形成
し、この導電性膜と金属部材との闇にＴｉ又はＺｒと鑞
材とを積層し、この積層を介して導電性膜と金属部材と
を溶融接合することにより、導電性膜面上のみに接合部
を選択的に形成することができる。しかも無機質基材の
微細面上や、形状の複雑な面上でも選択的に溶融接合が
可能なだめ、微細電極構造を有する成子部品や多孔質体
及び発泡体セラミック等の複雑な面に対する接合に便利
である。
またこのような選択性鑞付は方法によって得られた接合
体は、機械的強度及び耐熱性に優れたものであり、産業
上の利用分野は広く、その利用価値は極めて大きい。
体は、機械的強度及び耐熱性に優れたものであり、産業
上の利用分野は広く、その利用価値は極めて大きい。
第１図は本発明の一実施例を示す無機質基材の選択性鑞
付は方法における鑞付は前の接合状態を示す断面図、第
２図は同鑞付は後の接合体を示す断面図、第３図は同第
１図に示す無機質基材上面に導電性膜を形成した状態を
示す平面図、第一図は無機質基材上面に形成された導電
性膜上に鑞材。 Ｔｉ等を積層した状態を示す断面図、第６図は同接合部
の合金層を示す断面図、第６図は同効果を説明する接合
体の断面図、第７図は従来例企示す鑞付は前の接合状態
を示す断面図、第８図は同鑞付は後の接合体を示す断面
図である。 １・・・・・・無機質基材、２・・・・・・導電性膜、
３・・・・・・金属部材、”−４・・・・・・Ｔｉ又／
ｆｉＺ ｒ、 ５・・・・・・鑞材０ 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第
１ ｒＭ 第２ｒＭ 第３図 第４図 ！ 第５図 第６図
付は方法における鑞付は前の接合状態を示す断面図、第
２図は同鑞付は後の接合体を示す断面図、第３図は同第
１図に示す無機質基材上面に導電性膜を形成した状態を
示す平面図、第一図は無機質基材上面に形成された導電
性膜上に鑞材。 Ｔｉ等を積層した状態を示す断面図、第６図は同接合部
の合金層を示す断面図、第６図は同効果を説明する接合
体の断面図、第７図は従来例企示す鑞付は前の接合状態
を示す断面図、第８図は同鑞付は後の接合体を示す断面
図である。 １・・・・・・無機質基材、２・・・・・・導電性膜、
３・・・・・・金属部材、”−４・・・・・・Ｔｉ又／
ｆｉＺ ｒ、 ５・・・・・・鑞材０ 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第
１ ｒＭ 第２ｒＭ 第３図 第４図 ！ 第５図 第６図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）無機質基材の表面に導電性膜を形成し、この導電
性膜と金属部材との間にＴｉあるいはＺｒと鑞材を溶融
接合する無機質基材の選択性鑞付は方法。 （旬 前記無機質基材は少なくともアルミナ、ムライト
、ステアタイト等のセラミック、あるいは硼硅酸ガラス
、石英などのガラス、シリコンウェハ等の単結晶体なら
びに炭化珪素、窒化珪素等の複合化合物又はサーメット
等の金属複合化合物からなる特許請求の範囲第１項記載
の無機質基材の選択性鑞付は方法。 （３）前記導電性膜は少なくとも主成分がＡｕ、Ｐｔ。 Ａｑ 、 Ａｑ −Ｐｄ 、 ＡＬ１’ −ｐ を等の
厚膜電極ペーストの焼結体膜からなる特許請求の範囲第
１項記載の無機質基材の選択性鑞付は方法。 （４）前記鑞材としてＡｇ −Ｃｕ 共晶鑞材、純Ａｑ
Ｍ材を用いた特許請求の範囲第１項記載の無機質基材の
選択性鑞付は方法。 （６）前記溶融接合を真空あるいは不活性雰囲気中で行
う特許請求の範囲第１項記載の無機質基材の選択性鑞付
は方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP77682A JPS58120578A (ja) | 1982-01-05 | 1982-01-05 | 無機質基材の選択性鑞付け方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP77682A JPS58120578A (ja) | 1982-01-05 | 1982-01-05 | 無機質基材の選択性鑞付け方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58120578A true JPS58120578A (ja) | 1983-07-18 |
Family
ID=11483098
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP77682A Pending JPS58120578A (ja) | 1982-01-05 | 1982-01-05 | 無機質基材の選択性鑞付け方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58120578A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5997768U (ja) * | 1982-12-20 | 1984-07-02 | コニシ株式会社 | シ−リング剤、コ−キング材、接着剤等の液状或いはペ−スト状物の充填或いは塗布施工具 |
| JPS6065774A (ja) * | 1983-09-16 | 1985-04-15 | 日本特殊陶業株式会社 | セラミックスと金属の接合体とその製造法 |
| JPS6077178A (ja) * | 1983-09-30 | 1985-05-01 | 株式会社東芝 | 窒化物セラミックス接合体およびその製造方法 |
| JPS60200868A (ja) * | 1984-03-22 | 1985-10-11 | 東京工業大学長 | 炭化ケイ素又は窒化ケイ素焼結体の接合方法 |
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| JPH05170565A (ja) * | 1992-05-29 | 1993-07-09 | Toshiba Corp | 窒化物セラミックスと金属の接合処理方法 |
| EP0781740A3 (de) * | 1995-12-05 | 1997-07-23 | JAKOB LACH GMBH & CO. KG | Verfahren zur Bearbeitung von elektrisch nicht-leitenden Hartstoffen |
| EP0901992A3 (de) * | 1997-08-18 | 2000-01-05 | Carl Zeiss | Lötverfahren für optische Materialen an Metallfassungen und gefasste Baugruppen |
| ITRM20090599A1 (it) * | 2009-11-19 | 2011-05-20 | V L T Vacuum Lasers Technology S R L | "giunzione vetro-metallo per saldobrasatura sotto vuoto di un componente per tubi ricevitori per impianti di tipo solare termodinamico, e metodo per la sua realizzazione" |
-
1982
- 1982-01-05 JP JP77682A patent/JPS58120578A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5997768U (ja) * | 1982-12-20 | 1984-07-02 | コニシ株式会社 | シ−リング剤、コ−キング材、接着剤等の液状或いはペ−スト状物の充填或いは塗布施工具 |
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