JPS60166165A - 窒化物系セラミックスと金属との接合方法 - Google Patents
窒化物系セラミックスと金属との接合方法Info
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- JPS60166165A JPS60166165A JP2154184A JP2154184A JPS60166165A JP S60166165 A JPS60166165 A JP S60166165A JP 2154184 A JP2154184 A JP 2154184A JP 2154184 A JP2154184 A JP 2154184A JP S60166165 A JPS60166165 A JP S60166165A
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
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- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
- B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
- B23K35/3006—Ag as the principal constituent
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
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】
〔発明の技術分野〕
本発明は、金属とセラミックスとを接合する方法の改良
に関する。
に関する。
近年、セラミックス材料が、優れた耐摩耗性や高温特性
を有する事から、自動車部品などの構造材料等、広い分
野に利用されはじめている。その多くの場合は、セラミ
ックス単体で部品を構成しているが、より多くの分野で
セラミックスを利用するためには、金属と強固に接合可
能なことが必要である。
を有する事から、自動車部品などの構造材料等、広い分
野に利用されはじめている。その多くの場合は、セラミ
ックス単体で部品を構成しているが、より多くの分野で
セラミックスを利用するためには、金属と強固に接合可
能なことが必要である。
しかるに、金属とセラミックスとけそれぞれ異なった原
子結合状態を有し、このため金属とセラミックスを接合
する場合、それら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理的性質は、大きく異なる。した
がって、両部材を良好にぬらし、信頼性の高い、加えて
強固な接合を行なうと七は困難であった。
子結合状態を有し、このため金属とセラミックスを接合
する場合、それら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理的性質は、大きく異なる。した
がって、両部材を良好にぬらし、信頼性の高い、加えて
強固な接合を行なうと七は困難であった。
ところで、従来より金属とセラミックスとの冶金的接合
法としては、以下に示す種々の方法が知られている。
法としては、以下に示す種々の方法が知られている。
０）セラミック母材の接合面にＭｏ−Ｔｉ−Ｗを主成分
とする粉末と有機バインダの混合物を塗布し、加湿した
雰囲気中で１４００〜１７００℃に加熱して反応させる
。これは通常、メタライジングと呼ばれる方法である。
とする粉末と有機バインダの混合物を塗布し、加湿した
雰囲気中で１４００〜１７００℃に加熱して反応させる
。これは通常、メタライジングと呼ばれる方法である。
次いで、前記メタライジング上にＮｉ メッキを施した
後、該Ｎｉ メッキに金属母材（例えばＣｕ母材）をＰ
ｂ−８ｎ系半田などにより接合する。こうした接合方法
はエレクトロニクス部品において、絶縁体としてのセラ
ミックス母材と導体としてのＣｕ部材を接合する場合に
多用されている。
後、該Ｎｉ メッキに金属母材（例えばＣｕ母材）をＰ
ｂ−８ｎ系半田などにより接合する。こうした接合方法
はエレクトロニクス部品において、絶縁体としてのセラ
ミックス母材と導体としてのＣｕ部材を接合する場合に
多用されている。
■金属母材とセラミックス母材の接合部にＩＩＩ ｉ。
Ｎｂ、Ｚｒなどの活性金属又は熱処理によって活性金属
に変換される活性金消水素化物を介在させた後、高温、
高圧下で接合する方法。
に変換される活性金消水素化物を介在させた後、高温、
高圧下で接合する方法。
しかしながら、上記■の方法は工程数が多く頃雑である
という欠点を有する。上記■の方法では活性金属により
強固な接合を行なえるものの、高い接合温度と圧力を必
要とするため、変形を嫌う部材などの接合には好ましく
ない。
という欠点を有する。上記■の方法では活性金属により
強固な接合を行なえるものの、高い接合温度と圧力を必
要とするため、変形を嫌う部材などの接合には好ましく
ない。
このようなことから Ｉｌｌ ｉ 、 Ｚ ｒなどの活
性金属はＣｕ、Ｎｉ、Ｆｅなどの遷移金属との合金にお
いて、その共晶組成領域で活性金属の単体の融点（Ｔｉ
：１７２０℃、Ｚｒ：１８６０℃）及びＣｕ、Ｎｉ、Ｆ
ｅ単体の融点（夫々１０８３℃、１４５３℃、１５３４
℃）と比較して融点を数１００℃低下させることに着目
し、遷移金属母材とセラミックス母材の接合部に活性金
属を介在させ、該接合部を遷移金属と活性金属の合金の
融点よ妙高く、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させて合金化し
、この合金によって遷移金属母材とセラミックス母材を
接合する方法が米国特許第２ 、８５７ 、６６３号明
細書に開示されている。
性金属はＣｕ、Ｎｉ、Ｆｅなどの遷移金属との合金にお
いて、その共晶組成領域で活性金属の単体の融点（Ｔｉ
：１７２０℃、Ｚｒ：１８６０℃）及びＣｕ、Ｎｉ、Ｆ
ｅ単体の融点（夫々１０８３℃、１４５３℃、１５３４
℃）と比較して融点を数１００℃低下させることに着目
し、遷移金属母材とセラミックス母材の接合部に活性金
属を介在させ、該接合部を遷移金属と活性金属の合金の
融点よ妙高く、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させて合金化し
、この合金によって遷移金属母材とセラミックス母材を
接合する方法が米国特許第２ 、８５７ 、６６３号明
細書に開示されている。
かかる方法によれば、接合時において接合部に遷移金属
と活性金属との合金の融液により満たされ。
と活性金属との合金の融液により満たされ。
金属母材とセラミックス母材とをぬらすので、各母材を
十分接触させるだめの接合時の加圧をほと゛んど必要と
せず、かつ活性金属の効果によりそれら母材を強固に接
合できる。しかしながら、得られた金属−セラミックス
の接合部材に熱衝撃を加えると、セラミックス母材にク
ラックが発生する欠点があった。
十分接触させるだめの接合時の加圧をほと゛んど必要と
せず、かつ活性金属の効果によりそれら母材を強固に接
合できる。しかしながら、得られた金属−セラミックス
の接合部材に熱衝撃を加えると、セラミックス母材にク
ラックが発生する欠点があった。
前記セラミックス母材のクラック発生の原因は。
熱応力であシこれは、金属とセラミックスとの熱膨張差
に起因するものである。すなわち金属とセラミックスと
は、前述のように熱膨張係数の異なるものが多く、特に
Ｓ ｉ、Ｎ４（約２．５Ｘ１０ ／Ｋ）またはＡ、ａＮ
（約４ｘｌＯ／Ｋ）のような♀化物系セラミックスの
熱膨張係数は、鉄鋼（約１０ＸＩＯ／Ｋ）やＣｕ （１
７ｘｌＯ／Ｋ ） ＋７）、１： ウｆｚ金Ｆｆｉト（
Ｄ熱膨張差が大きい。
に起因するものである。すなわち金属とセラミックスと
は、前述のように熱膨張係数の異なるものが多く、特に
Ｓ ｉ、Ｎ４（約２．５Ｘ１０ ／Ｋ）またはＡ、ａＮ
（約４ｘｌＯ／Ｋ）のような♀化物系セラミックスの
熱膨張係数は、鉄鋼（約１０ＸＩＯ／Ｋ）やＣｕ （１
７ｘｌＯ／Ｋ ） ＋７）、１： ウｆｚ金Ｆｆｉト（
Ｄ熱膨張差が大きい。
そのため窒化物セラミックスと金属との接合においては
、特に大きな応力が発生し易く、そのため従来から知ら
れているようにＣｕやＣｕ合金のような延性に富む金属
薄板を介在させて発生する熱応力をそれら薄板の塑性変
形により吸収させる応力緩和法を用いても、応力が残留
しセラミックス忙クラックの発生し易い問題があった。
、特に大きな応力が発生し易く、そのため従来から知ら
れているようにＣｕやＣｕ合金のような延性に富む金属
薄板を介在させて発生する熱応力をそれら薄板の塑性変
形により吸収させる応力緩和法を用いても、応力が残留
しセラミックス忙クラックの発生し易い問題があった。
本発明は金属部材とセラミックス部材を簡単な工程で加
圧せずに強固に接合できると共に、それら接合部材に熱
衝撃を加えてもセラミックス部材のクラック発生を防止
し得る接合方法を提供しようとするものである。
圧せずに強固に接合できると共に、それら接合部材に熱
衝撃を加えてもセラミックス部材のクラック発生を防止
し得る接合方法を提供しようとするものである。
本発明者らは、接合部材の熱衝撃によるセラミックス部
材のクラック発生について、種々検討した結果、金属部
材とセラミックス部材との接合部に存在する合金層の性
質が、セラミックス部材のクラックの発生と相関を有す
ることを究明した。
材のクラック発生について、種々検討した結果、金属部
材とセラミックス部材との接合部に存在する合金層の性
質が、セラミックス部材のクラックの発生と相関を有す
ることを究明した。
すなわち、前述のように金属とセラミックスとの接合部
の温度が上昇したり下降したりすることに伴い、大きな
応力が生じるが、Ｃｕ、Ａｔ、Ａｇなどの金属やＣｕ合
金、などの合金は、その硬度が低く、柔らかく延性に富
んでおり、前記応力により容易に変形して応力を緩和し
易い。これに対してＴｉ 、Ｚｒのような活性金属を多
く含有するＣｕやＮｉ などの合金は、硬く変形し難い
ため接合部にこれら合金層が厚く存在すると、応力の緩
和現象が小さくセラミックス部材に応力が加わってクラ
ックが発生するものと考えられる。この場合、前述のよ
うに接合部Ｋ ＣｕやＣｕ合金の薄板を介在させ、Ｔｉ
＋Ｚｒのような活性金属とＣｕやＮｉなどの合金を用い
る従来の接合方法で、応力の緩和を図る方法も考えられ
るが十分な接合強度を有する接合部を得るためには、９
８０℃を越える高温度で接合することが必要である。熱
応力は接合温度に比例して発生するため、高温度で接合
すると大きな応力が発生する。またｒＪ＋ ｒやＺｒに
富むかたくて変形しにくい合金層が接合部に生じて応力
の緩和現象に悪影響を及はすため、前記延性な金属薄板
を介在させて応力緩和を図る方法を用いても十分に応力
が緩和出来ず、セラミックスにクラックが発生し易いも
のと考えられる。
の温度が上昇したり下降したりすることに伴い、大きな
応力が生じるが、Ｃｕ、Ａｔ、Ａｇなどの金属やＣｕ合
金、などの合金は、その硬度が低く、柔らかく延性に富
んでおり、前記応力により容易に変形して応力を緩和し
易い。これに対してＴｉ 、Ｚｒのような活性金属を多
く含有するＣｕやＮｉ などの合金は、硬く変形し難い
ため接合部にこれら合金層が厚く存在すると、応力の緩
和現象が小さくセラミックス部材に応力が加わってクラ
ックが発生するものと考えられる。この場合、前述のよ
うに接合部Ｋ ＣｕやＣｕ合金の薄板を介在させ、Ｔｉ
＋Ｚｒのような活性金属とＣｕやＮｉなどの合金を用い
る従来の接合方法で、応力の緩和を図る方法も考えられ
るが十分な接合強度を有する接合部を得るためには、９
８０℃を越える高温度で接合することが必要である。熱
応力は接合温度に比例して発生するため、高温度で接合
すると大きな応力が発生する。またｒＪ＋ ｒやＺｒに
富むかたくて変形しにくい合金層が接合部に生じて応力
の緩和現象に悪影響を及はすため、前記延性な金属薄板
を介在させて応力緩和を図る方法を用いても十分に応力
が緩和出来ず、セラミックスにクラックが発生し易いも
のと考えられる。
このようなことから１本発明者らは、上記究明結果を踏
えて、更に鋭意研究したところ金属部材とセラミックス
部材とをＴ ｉ 、 Ｚ ｒ等の活性金属を０．１重量
％から２重ｔ％、Ｃｕを１０重量％から４９９ 重を係
＋Ａｇを５０重量％から８９９重量％含む合金（以下活
性金属銀ろう合金と略す）を用いて９００℃未満の温度
に加熱して接合すること蹟より、既述の如く各部材を加
圧せずに強固に接合できると共Ｋ、接合後熱衝撃を与え
てもセラミックス部材のクラック発生を防止し得る接合
方法とない得ることを見いだし本発明を発明するに到っ
た。
えて、更に鋭意研究したところ金属部材とセラミックス
部材とをＴ ｉ 、 Ｚ ｒ等の活性金属を０．１重量
％から２重ｔ％、Ｃｕを１０重量％から４９９ 重を係
＋Ａｇを５０重量％から８９９重量％含む合金（以下活
性金属銀ろう合金と略す）を用いて９００℃未満の温度
に加熱して接合すること蹟より、既述の如く各部材を加
圧せずに強固に接合できると共Ｋ、接合後熱衝撃を与え
てもセラミックス部材のクラック発生を防止し得る接合
方法とない得ることを見いだし本発明を発明するに到っ
た。
次に本発明の詳細な説明する。
まず、金属部材とセラミック部材の接合部に、セラミッ
クス部材の側から順次、前記活性金属銀ろう合金の層、
必要に応じ緩衝層としてのＣｕやＣｕ合金のような延性
な金属薄板の層、（前記金属薄層を設けた場合はさらに
活性金属銀ろう合金の層あるいは通常の金属ろう接用合
金、たとえば銀ろうなどの層を介在させる事が好ましい
。）及び金属部材を積層する。ここに用いる金属部材と
しては炭素鋼、ステンレス鋼などの鉄鋼材料やＣｕ。
クス部材の側から順次、前記活性金属銀ろう合金の層、
必要に応じ緩衝層としてのＣｕやＣｕ合金のような延性
な金属薄板の層、（前記金属薄層を設けた場合はさらに
活性金属銀ろう合金の層あるいは通常の金属ろう接用合
金、たとえば銀ろうなどの層を介在させる事が好ましい
。）及び金属部材を積層する。ここに用いる金属部材と
しては炭素鋼、ステンレス鋼などの鉄鋼材料やＣｕ。
Ｎｉ などの金属を挙げることができる。またセラミッ
クスとしては窒化物（ＡｔＮ 、 Ｓ Ｉ、Ｎ、 、
ＢＮなど）、炭化物（ＳｉＣなど）酸化物（Ａｔ鵞０３
々ど）をはじめとする各種のセラミックスを用いること
ができる。
クスとしては窒化物（ＡｔＮ 、 Ｓ Ｉ、Ｎ、 、
ＢＮなど）、炭化物（ＳｉＣなど）酸化物（Ａｔ鵞０３
々ど）をはじめとする各種のセラミックスを用いること
ができる。
捷た前記活性金属銀ろ〜う合金を前記接合部に介在させ
る方法としては１合金箔を用いて介在させる方法、ある
いは金属部材あるいはセラミック部材あるいは、前記延
性など金属薄板に前記合金層をスパッタリング、 ＬＰ
Ｃ法（低圧プラズマコーティング法）などにより堆積し
て介在させる方法等を採用し得る。この活性金属銀ろう
合金はＴｉ。
る方法としては１合金箔を用いて介在させる方法、ある
いは金属部材あるいはセラミック部材あるいは、前記延
性など金属薄板に前記合金層をスパッタリング、 ＬＰ
Ｃ法（低圧プラズマコーティング法）などにより堆積し
て介在させる方法等を採用し得る。この活性金属銀ろう
合金はＴｉ。
Ｚｒ等の活性金属の含有量が非當に少いため延性に富ん
でおり、箔に形成するために通常の延性な金属を箔にす
るため用いられる冷間圧延法などの方法で容易に箔形状
にすることができる。なお活性金属の含有量が２重量％
を越乏−ると延性が大巾に減少する。つまり’Ｌ’ ｌ
、 Ｚ ｒ等に富む合金は、かたくてもろいだめ箔形
状にするため溶湯急冷法のような特殊な方法を用いる必
要があす（！１′η許−特願昭５６−１６３０９３ ）
煩雑である。また前述のように接合部にかたくてもろい
合金層が多く存在すると応力緩和に悪影響を力える。
でおり、箔に形成するために通常の延性な金属を箔にす
るため用いられる冷間圧延法などの方法で容易に箔形状
にすることができる。なお活性金属の含有量が２重量％
を越乏−ると延性が大巾に減少する。つまり’Ｌ’ ｌ
、 Ｚ ｒ等に富む合金は、かたくてもろいだめ箔形
状にするため溶湯急冷法のような特殊な方法を用いる必
要があす（！１′η許−特願昭５６−１６３０９３ ）
煩雑である。また前述のように接合部にかたくてもろい
合金層が多く存在すると応力緩和に悪影響を力える。
まだ活性金属の含有量が０１重量％未満の場合は、セラ
ミックスとのなじみが低下し接合強度が低下する。
ミックスとのなじみが低下し接合強度が低下する。
接合部に介在させる前記活性金ｉ４ Ｑｉｌ”ろう合金
層の厚さは特に限定されないが、０．１μｍ１１から数
１００μｍが適当である。また、必要に応じ接合部に介
在させる延性な金属薄板は活性金属含有量が多く、例え
ば０．８重量％を超えた時に用いる事が好ましく、その
厚さは金属の種類によって決められるがおよそ１００μ
ｍから１ｍ程度の厚さが適当である。
層の厚さは特に限定されないが、０．１μｍ１１から数
１００μｍが適当である。また、必要に応じ接合部に介
在させる延性な金属薄板は活性金属含有量が多く、例え
ば０．８重量％を超えた時に用いる事が好ましく、その
厚さは金属の種類によって決められるがおよそ１００μ
ｍから１ｍ程度の厚さが適当である。
またろう材のＣｕ含有量を１０〜４９．９重ｔ％。
Ａｇ含有量を５０〜８９，９重量％としたのは、この範
囲を超えると接合時の温度が９００℃以上となり発生応
力が大きくなると共に工業上不利となる。
囲を超えると接合時の温度が９００℃以上となり発生応
力が大きくなると共に工業上不利となる。
次いで、金属部材とセラミックス部材の接合部を真空雰
囲気、あるいは不活性ガス雰囲気中にて加熱して保存す
る。この工程において、基本的には圧力を加えなくても
よいが必要に応じて０．００１〜ｌｋｆ／ｍｍ” の低
圧力を加えて加熱してもよい。
囲気、あるいは不活性ガス雰囲気中にて加熱して保存す
る。この工程において、基本的には圧力を加えなくても
よいが必要に応じて０．００１〜ｌｋｆ／ｍｍ” の低
圧力を加えて加熱してもよい。
加熱温度は７８０℃から９００℃未満の範囲とする必要
がある加熱温度が７８０℃よシ低いと合金が溶融せずろ
う接に適さない。また加熱温度が９００ ℃以上の場合
は接合時発生する熱応力が大きくなり、セラミックスに
クラックが発生し易くなり不都合である。なお保持時間
は１秒から数時間でよい。
がある加熱温度が７８０℃よシ低いと合金が溶融せずろ
う接に適さない。また加熱温度が９００ ℃以上の場合
は接合時発生する熱応力が大きくなり、セラミックスに
クラックが発生し易くなり不都合である。なお保持時間
は１秒から数時間でよい。
その後酸化を防止しつつ冷却して金属部材とセラミック
ス部材との接合部を形成する。
ス部材との接合部を形成する。
次に、本発明の詳細な説明する。なお実施例中での襲は
、ずべて電析チをあらゎす。
、ずべて電析チをあらゎす。
［実ｈｍ例１〕
まず、１５咽角、埋さ２隅のＡｔＮ板状体と１０間角、
１すさ３胴のステンレス鋼（ＳＵＳ３（＋４ｉｔ７１体
を各々１枚用意した。つづいて、これら板状体をトリク
レン及びアセトンで洗浄して脱脂処理したのち、それら
板状体の接合部に厚さ１５ｏＩＩｍの０５％′Ｉ″１−
６０チＡｇ残部ＣＬＩ合金箔からなるろう材、ｊνさ０
５門のＣｕ薄板およびｊすさ１５（１μｎｌの０．５％
Ｔｉ−６０％Ａｇ残部Ｃｕ合金箔からなるろう材を順次
介在させた。次に２Ｘ１０−５Ｔｏｒｒの真空度を保持
したホットプレス装置６中にセントした。ひきつづき板
状体間に上下方向から０、０１ ＡＩＦ／ｒｒｕ？圧力
を加え、高周波加熱により接合部を８８０℃で１０分保
持した。加熱後直ちに接合部が溶融した。
１すさ３胴のステンレス鋼（ＳＵＳ３（＋４ｉｔ７１体
を各々１枚用意した。つづいて、これら板状体をトリク
レン及びアセトンで洗浄して脱脂処理したのち、それら
板状体の接合部に厚さ１５ｏＩＩｍの０５％′Ｉ″１−
６０チＡｇ残部ＣＬＩ合金箔からなるろう材、ｊνさ０
５門のＣｕ薄板およびｊすさ１５（１μｎｌの０．５％
Ｔｉ−６０％Ａｇ残部Ｃｕ合金箔からなるろう材を順次
介在させた。次に２Ｘ１０−５Ｔｏｒｒの真空度を保持
したホットプレス装置６中にセントした。ひきつづき板
状体間に上下方向から０、０１ ＡＩＦ／ｒｒｕ？圧力
を加え、高周波加熱により接合部を８８０℃で１０分保
持した。加熱後直ちに接合部が溶融した。
しかして、接合部を５００倍の光学顕微鏡で観察した結
果、 Ａ７Ｎ板状体のクラック発生も無く、引張せん断
強度１００＃／−の良好なステンレス鋼−ＡｔＮ接合材
を得ることができだ。
果、 Ａ７Ｎ板状体のクラック発生も無く、引張せん断
強度１００＃／−の良好なステンレス鋼−ＡｔＮ接合材
を得ることができだ。
〔実施例２〕
まず、１５問角、厚さ２ｍのＡｔＮ板状体と１０問角、
厚さ３ｍのＣｕ板状体を各々１枚用意した。
厚さ３ｍのＣｕ板状体を各々１枚用意した。
つづいて、これら板状体をトリクレン及びアセトンで洗
浄して脱脂処理したのち、それら板状体の接合部に厚さ
３０ ｔｔｍの１％Ｚｒ −７２％Ａｇ −残部Ｃｕ合
金層のろう材、厚さ０．１ ｖａｎのＣｕ薄板および厚
さ３０μｍの１％Ｚｒ−７２チＡｇ−残部Ｃｕ合金層の
ろう材を順次介在させた。ついで２Ｘ１０ Ｔｏｒｒの
合金層は、スパッタリング法によりそれぞれＡｔＮとＣ
ｕ部材の接合部に堆積させた真空度を保持したホットプ
レス装置中にセットした。ひきつづき板状体間に上下方
向がらｏ、ｏｉ７６Ｆ／ｒｒｍ’圧力を加え、高周波加
熱により接合部を８３０℃で１５分保持した。
浄して脱脂処理したのち、それら板状体の接合部に厚さ
３０ ｔｔｍの１％Ｚｒ −７２％Ａｇ −残部Ｃｕ合
金層のろう材、厚さ０．１ ｖａｎのＣｕ薄板および厚
さ３０μｍの１％Ｚｒ−７２チＡｇ−残部Ｃｕ合金層の
ろう材を順次介在させた。ついで２Ｘ１０ Ｔｏｒｒの
合金層は、スパッタリング法によりそれぞれＡｔＮとＣ
ｕ部材の接合部に堆積させた真空度を保持したホットプ
レス装置中にセットした。ひきつづき板状体間に上下方
向がらｏ、ｏｉ７６Ｆ／ｒｒｍ’圧力を加え、高周波加
熱により接合部を８３０℃で１５分保持した。
加熱後直ちに接合部が溶融した。
しかして、接合部を７００℃から室温まで１分で急冷し
た後５００倍の光学顕微鏡で観察しだ結果、 ＡｔＮ板
状体のクランク発生も無く、良好なＡｔＮとＣｕの接合
材を得ることができた。
た後５００倍の光学顕微鏡で観察しだ結果、 ＡｔＮ板
状体のクランク発生も無く、良好なＡｔＮとＣｕの接合
材を得ることができた。
〔実施例３〕
まず、１５鰭角、厚さ３閣のＳｉ３Ｎ、板状体と１５問
角、厚さ２叫の炭素鋼板状体を各々１枚用意した。つづ
いて、これら板状体をトリクレン及びアセトンで洗浄し
て脱脂処理したのち、それら板状体の接合部に厚さ１０
０μｍの１％Ｔｉ −７１％Ａｇ残部Ｃｕ合金箔のろう
材、厚さ０，３朋のＣｕ薄板および厚さ４０ｐｍの７２
％Ａｇ −２８％Ｃｕろう打箔を順次介在させ、２Ｘ
１０ Ｔｏｒｒの真空度を保持したホットプレス装置中
にセットした。
角、厚さ２叫の炭素鋼板状体を各々１枚用意した。つづ
いて、これら板状体をトリクレン及びアセトンで洗浄し
て脱脂処理したのち、それら板状体の接合部に厚さ１０
０μｍの１％Ｔｉ −７１％Ａｇ残部Ｃｕ合金箔のろう
材、厚さ０，３朋のＣｕ薄板および厚さ４０ｐｍの７２
％Ａｇ −２８％Ｃｕろう打箔を順次介在させ、２Ｘ
１０ Ｔｏｒｒの真空度を保持したホットプレス装置中
にセットした。
ひきつづき板状体間に、上下方向から０．００５ ｋｙ
７４ｎｄ圧力を加え、高周波加熱により接合部を８３０
℃で２０分保持した。
７４ｎｄ圧力を加え、高周波加熱により接合部を８３０
℃で２０分保持した。
加熱後直ちに接合部が溶融した。
しかして、接合部を５００倍の光学顕微鏡で観察した結
果、８ｉ、Ｎ４板状体のクラック発生も無く、良好なＳ
ｉ、Ｎ、−鉄鋼接合材を得ることができた。
果、８ｉ、Ｎ４板状体のクラック発生も無く、良好なＳ
ｉ、Ｎ、−鉄鋼接合材を得ることができた。
さらに接合体について、常温で引張せん断試験を行なっ
たところ、２５００ｋＬｉ／ｍ以上のせん断強度が得ら
れた。
たところ、２５００ｋＬｉ／ｍ以上のせん断強度が得ら
れた。
〔実施例４〕
まず、１０調丸、厚さ２■のＳｉ、Ｎ４板状体と１５調
角、厚さ３ＩＩｌｆｆｌの炭素鋼板状体を各々１枚用意
した。つづいて、これら板状体をトリクレン及びアセト
ンで洗浄して脱脂処理したのち、それら板状体の接合部
に厚き１５０μｍの１．５％Ｔｉ −６０％Ａｇ残部Ｃ
ｕ合金箔のろう材、厚さ５００晒のＣｕ薄板および厚さ
４０μｍの７２チＡｇ −２８チＣｕ合金箔を順次介在
させ、２Ｘ１０ Ｔｏｒｒの真空度を保持したホットプ
レス装置中にセットした。ひきつづき板状体間に上下方
向から０．０１＃／ロー圧力を加え、高周波加熱により
接合部を８８０℃で１０分保持した。
角、厚さ３ＩＩｌｆｆｌの炭素鋼板状体を各々１枚用意
した。つづいて、これら板状体をトリクレン及びアセト
ンで洗浄して脱脂処理したのち、それら板状体の接合部
に厚き１５０μｍの１．５％Ｔｉ −６０％Ａｇ残部Ｃ
ｕ合金箔のろう材、厚さ５００晒のＣｕ薄板および厚さ
４０μｍの７２チＡｇ −２８チＣｕ合金箔を順次介在
させ、２Ｘ１０ Ｔｏｒｒの真空度を保持したホットプ
レス装置中にセットした。ひきつづき板状体間に上下方
向から０．０１＃／ロー圧力を加え、高周波加熱により
接合部を８８０℃で１０分保持した。
加熱後直ちに接合部が溶融した。
しかして、接合部を５００倍の光学顕微鏡で観察した結
果、 Ｓｉ３Ｎ、板状体のクランク発生も無く引張せん
断強度が２００ ｏｋｇ／ｄ以上の良好なＳ ｉ ｓＮ
。
果、 Ｓｉ３Ｎ、板状体のクランク発生も無く引張せん
断強度が２００ ｏｋｇ／ｄ以上の良好なＳ ｉ ｓＮ
。
−炭素鋼接合側を得ることができた。
〔実施例５〕
まず、１５ｍｍ角、厚さ３隅のＳｉ３Ｎ、板状体と１０
ｍｍ丸、厚さ２ｍｌの炭素鋼板状体を、各々１枚用意し
た。つづいて、これら板状体をトリクレン及びアセトン
で洗浄して脱脂処理したのち、それら板状体の接合部に
厚さ１００μｍの１％Ｔｉ −１％Ｚｒ−７０％Ａｇ残
部Ｃｕ合金箔のろう材、厚さ０３間のＣｕ薄板および厚
さ４０μｍの７２％Ａｇ −２８％Ｃｕ合金箔を順次介
在させ、２Ｘ１０ ’Ｔａｒｒの真空度を保持したホッ
トプレス装置中にセントした。ひきつづき板状体間に上
下方向から０、００５ ／＃／ｍｎ’圧力を加え、高周
波加熱により接合部を８２０℃で３０分保持した。
ｍｍ丸、厚さ２ｍｌの炭素鋼板状体を、各々１枚用意し
た。つづいて、これら板状体をトリクレン及びアセトン
で洗浄して脱脂処理したのち、それら板状体の接合部に
厚さ１００μｍの１％Ｔｉ −１％Ｚｒ−７０％Ａｇ残
部Ｃｕ合金箔のろう材、厚さ０３間のＣｕ薄板および厚
さ４０μｍの７２％Ａｇ −２８％Ｃｕ合金箔を順次介
在させ、２Ｘ１０ ’Ｔａｒｒの真空度を保持したホッ
トプレス装置中にセントした。ひきつづき板状体間に上
下方向から０、００５ ／＃／ｍｎ’圧力を加え、高周
波加熱により接合部を８２０℃で３０分保持した。
加熱後直ちに接合部が溶融した。
しかして、接合部を５００倍の光学顕微鏡で観察した結
果、８１ｓＮ４板状体のクラック発生も無く、良好な５
ｉｓＮ、と炭素鋼の接合材を得ることができた。
果、８１ｓＮ４板状体のクラック発生も無く、良好な５
ｉｓＮ、と炭素鋼の接合材を得ることができた。
さらに接合体について、常温で引張せん断試験を行なっ
たところ、２５００に９／Ｃｄ以上のせん断強度が得ら
れた。
たところ、２５００に９／Ｃｄ以上のせん断強度が得ら
れた。
〔実施例６〕
まず、１０ｍｍ丸、厚さ２ｍｍのＳｔ、Ｎ４板状体と１
０調丸、厚さ２ｗＭのステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）板
状体を各々１枚用意した。つづいて、これら板状体をト
リクレン及びアセトンで洗浄して脱脂処理したのち、そ
れら板状体の接合部に厚さ８０μｍのｔ、５％Ｚｒ −
７０％Ａｇ残部Ｃｕ合金箔のろう材、厚さ０３咽のＣｕ
薄板および厚さ８０μｍの１．５％Ｚｒ−７０％Ａｇ残
部Ｃｕ合金箔のろう材を順次介在させ、 ２Ｘ１０ ’
Ｌ’ｏｒｒ の真空度を保持したポットプレス装置中に
セットした。ひきつづき板状体間に上下方向からＱ、Ｑ
２ｋｇ／ｍｎ’圧力を加え、高周波加熱により接合部を
８２０℃で５分保持した。
０調丸、厚さ２ｗＭのステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）板
状体を各々１枚用意した。つづいて、これら板状体をト
リクレン及びアセトンで洗浄して脱脂処理したのち、そ
れら板状体の接合部に厚さ８０μｍのｔ、５％Ｚｒ −
７０％Ａｇ残部Ｃｕ合金箔のろう材、厚さ０３咽のＣｕ
薄板および厚さ８０μｍの１．５％Ｚｒ−７０％Ａｇ残
部Ｃｕ合金箔のろう材を順次介在させ、 ２Ｘ１０ ’
Ｌ’ｏｒｒ の真空度を保持したポットプレス装置中に
セットした。ひきつづき板状体間に上下方向からＱ、Ｑ
２ｋｇ／ｍｎ’圧力を加え、高周波加熱により接合部を
８２０℃で５分保持した。
加熱後直ちに接合部が溶融した。
しかして、接合部を５００倍の光学顕微鏡で観察した結
果、Ｓｉ３Ｎ、板状体のクラック発生も無く。
果、Ｓｉ３Ｎ、板状体のクラック発生も無く。
良好な５ｉ３Ｎ４−ステンレス鋼接合材を得ることがで
きた。
きた。
さらに接合体について、常温で引張せん断試験を行なっ
たところ、２０００ Ｈ／ｃ！Ｉ 以−ヒのせん断強度
が得られた。
たところ、２０００ Ｈ／ｃ！Ｉ 以−ヒのせん断強度
が得られた。
以上詳述した如く、本発明によれば金杯部材とセラミッ
クス部材を簡、甲な工程で加圧せずに強固に接合できる
と共に、接合工程あるいは接合後に熱衝撃を受けてもセ
ラミックス部材のクラック発生を防止し得る強固な接合
方法を枦イ１ｔできる。
クス部材を簡、甲な工程で加圧せずに強固に接合できる
と共に、接合工程あるいは接合後に熱衝撃を受けてもセ
ラミックス部材のクラック発生を防止し得る強固な接合
方法を枦イ１ｔできる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）金属部材とセラミックス部材との間に活性金属＝０
．１重量％から２重ｔ％ Ｃｕ ：１０重量％から４９．９重量％Ａｇ ：５０重
量％から８９．９重量−の組成からなるろう材を介在せ
しめた後、７８０℃以上で９００℃未満の温度で加熱接
合したことを特徴とする金ＰＡ七セラミックスとの接合
方法。 ２）活性金属としてＴｉ、Ｚｒの少々くとも１種を用り
た事を特徴とする特許請求の範囲Ｍ１項記載の金属とセ
ラミックスとの接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2154184A JPS60166165A (ja) | 1984-02-10 | 1984-02-10 | 窒化物系セラミックスと金属との接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2154184A JPS60166165A (ja) | 1984-02-10 | 1984-02-10 | 窒化物系セラミックスと金属との接合方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60166165A true JPS60166165A (ja) | 1985-08-29 |
Family
ID=12057833
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2154184A Expired - Lifetime JPS60166165A (ja) | 1984-02-10 | 1984-02-10 | 窒化物系セラミックスと金属との接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60166165A (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| JPS60251181A (ja) * | 1984-05-25 | 1985-12-11 | 松下電器産業株式会社 | セラミツクと金属の鑞付方法 |
| JPS6281290A (ja) * | 1985-10-02 | 1987-04-14 | Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk | セラミツクス用ろう材 |
| JPS62279604A (ja) * | 1986-05-28 | 1987-12-04 | 田中貴金属工業株式会社 | 避雷器の製造方法 |
| JPS63248780A (ja) * | 1987-04-02 | 1988-10-17 | 株式会社東芝 | セラミツクス構造体 |
| JPS63317292A (ja) * | 1987-06-18 | 1988-12-26 | Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk | 銀ろう合金 |
| JPS63317288A (ja) * | 1987-06-18 | 1988-12-26 | Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk | 銀ろう合金 |
| US4801067A (en) * | 1986-08-29 | 1989-01-31 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Method of connecting metal conductor to ceramic substrate |
| US4924033A (en) * | 1988-03-04 | 1990-05-08 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Brazing paste for bonding metal and ceramic |
| JPH0497966A (ja) * | 1990-08-09 | 1992-03-30 | Ngk Spark Plug Co Ltd | セラミック摺動部品の製造方法 |
| JPH05163077A (ja) * | 1991-12-16 | 1993-06-29 | Denki Kagaku Kogyo Kk | セラミックス回路基板 |
| US6221511B1 (en) | 1997-03-12 | 2001-04-24 | Dowa Mining Co. Ltd. | Metal-ceramic composite substrates, producing methods thereof and brazing materials for use in such method |
| CN102319964A (zh) * | 2011-08-06 | 2012-01-18 | 郑州机械研究所 | 一种钎焊陶瓷用活性芯银钎料及其制备方法 |
-
1984
- 1984-02-10 JP JP2154184A patent/JPS60166165A/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| JPS60251181A (ja) * | 1984-05-25 | 1985-12-11 | 松下電器産業株式会社 | セラミツクと金属の鑞付方法 |
| JPS6281290A (ja) * | 1985-10-02 | 1987-04-14 | Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk | セラミツクス用ろう材 |
| JPS62279604A (ja) * | 1986-05-28 | 1987-12-04 | 田中貴金属工業株式会社 | 避雷器の製造方法 |
| US4801067A (en) * | 1986-08-29 | 1989-01-31 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Method of connecting metal conductor to ceramic substrate |
| JPS63248780A (ja) * | 1987-04-02 | 1988-10-17 | 株式会社東芝 | セラミツクス構造体 |
| JPS63317288A (ja) * | 1987-06-18 | 1988-12-26 | Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk | 銀ろう合金 |
| JPS63317292A (ja) * | 1987-06-18 | 1988-12-26 | Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk | 銀ろう合金 |
| US4924033A (en) * | 1988-03-04 | 1990-05-08 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Brazing paste for bonding metal and ceramic |
| JPH0497966A (ja) * | 1990-08-09 | 1992-03-30 | Ngk Spark Plug Co Ltd | セラミック摺動部品の製造方法 |
| JPH05163077A (ja) * | 1991-12-16 | 1993-06-29 | Denki Kagaku Kogyo Kk | セラミックス回路基板 |
| US6221511B1 (en) | 1997-03-12 | 2001-04-24 | Dowa Mining Co. Ltd. | Metal-ceramic composite substrates, producing methods thereof and brazing materials for use in such method |
| US6354484B1 (en) * | 1997-03-12 | 2002-03-12 | Dowa Mining Co., Ltd. | Process for producing a metal-ceramic composite substrate |
| US6399019B1 (en) | 1997-03-12 | 2002-06-04 | Dowa Mining Co., Ltd. | Brazing material for use in joining a metal plate to a ceramic substrate |
| CN102319964A (zh) * | 2011-08-06 | 2012-01-18 | 郑州机械研究所 | 一种钎焊陶瓷用活性芯银钎料及其制备方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |