JPS60215584A - セラミツクと金属の鑞付方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、七ラミックと金属など異種材料の鑞付に関す
るものであり、さらに詳しくは、エレクトロニクスなど
に用いられる電子部品の七ラミック基板と保護容器など
の金属基材を、不活性な雰囲気下において鑞付接合する
方法に関するものである。

従来例の構成とその問題点 従来この種の鑞付方法の代表例として、第１図に示す様
な、高温用の電子部品の接合がある。これは、数１００
度の高温下で使用さ扛るサーミスタのヘッド部の接合構
成であり、同図においてセラミック基板１の略平滑主面
と金属基材２の間には、活性金属３と鑞材金属４からな
る接合層を介して鑞付接合さｎている。セラミック基板
１は、サーミスタ素子部で、成分中に５ｉＯ２ｅ有した
アルミナムライト、マグネシアなどの寸法が約６×２胴
、厚さ０．５ｍｍからなる基板で、接合部の反対側路平
滑主面ｔこは、ＳｉＣなどを薄膜化形成１〜だ感温抵抗
体膜１１及び電％　１２が構成さ７’ｌ−でいる。

鑞付後は、電極１２全介して開側１回路などへのリード
線５が接続ざ扛ろ。金属２ｉｊ；　ＩＡ’　２は、素子
部を保護するための保護容器で、１７゛さ０　、５　ｍ
ｍ位のステンレス財などが用いら牡る。また、！　（１
ｊは第２図に示した様に、セラミック基板１のセラミッ
ク而と金属基材２の間に、Ｔｉ、Ｚｒなどからなる厚さ
約１順でセラミック、！１（板１とほぼ同寸法の活性金
属３薄板と、銀あるいは銅？：主成分とし７ｔｌ１７烙
約５０μｍでセラミック基板１とほぼ同へ１法の鑞（Ａ
金属４を、積層した状態で真空炉（図面省略）を用いた
不活性雰囲気ｌ・−で、鑞伺金属４の溶融点線」二の温
度１で加温さ７しる。セラミック楚板１と金属基材２は
、活性金属３、鑞（」金属４を介１〜で鑞付接合さｎる
。なお、セラミック基板１のＩ？　合界面付近は、セラ
ミック表面内部（深さ約〜ｌ　Ｑ７７　Ｉｌ＋　）に、
ＳｉＯ２の酸素分子と活性金属３のＴｉ、Ｚｒとが相互
に拡散反応し７ｊ　Ｔ　ｉ○、あるいはＺｒＯ２等の中
間層を形成し、強固な接合を可能にしていることが確認
きれている。この様にして、セラミック基板１と金属基
材２からなる前記サーミスタなどの鑞付けなさ扛ていた
。

この方法では、セラミック基板と金属基材との間に、活
性金属や鑞材金属を積層化した状態で、真空炉中鑞付を
するため、積層化した活性金属や鑞伺金属などが振動の
影響などで、所定位置からすｆやすい、またセツティン
グ時に位置合せの時間を多く要すなどの欠点があった。

接合部の位置ずｆは、接合強度が低下するばかりでなく
、第３図のセラミック基板と金属基材間に空気層（図中
矢印）ができ、サーミスタの特性」二で重要な応答性を
悪くするなど大きな問題となっていた。

発明の目的 本発明は、かかる従来の欠点を除去するもので、セラミ
ック基材と金属基材とを鑞付する方法において、活性金
属と鑞（才金属の積層化を無くし、接合部の位置すｌし
が、極めて少ない、鑞付方法を提供することを目的とす
る。

発明の構成 ５゛　・ この１」的を達成するために本発明は、セラミック基材
と金属基（ｌと鑞何基（Ａとからなり、鑞付基材には、
活ｉ＜１ｇ金属の表面に鑞（Ａ金属を薄膜化形成した構
成からなり、この鑞ト１”　２ｉに　Ｉ′、Ａを介して
、前記の両基材を不活ｊ’１ｇ雰囲気中で真空鐘ｆ・１
したものである。

この構成によって、従来、積層化していた鑞付基材を単
一化できるため、セラミック、！＊”！Ｅと金属基材と
鑞付基材間のセツティングが簡素化できる。

そのため、セツティング時間が短縮できるとともに、鑞
付基倒の位置ズレを極めて少なくすることができるもの
である。

実施例の説明 以丁、本発明の一実施例を第４図を用いて説明する。尚
、こγＬらの図において、第１図〜第３図と同じものに
ついては、同一番号を伺している。

第４図において、セラミック基板１はサーミスタ素子部
で、金属、！ｔ！、；（′Ａ２は素子部全保護する保護
容器で、とγしらは従来例の構成と同様のものを選（ん
だ。前記両者を接合するための鑞付基拐は、活６ベーン 性金属３１に厚さ約５０μｍでセラミック基板１とほぼ
同形状のＴｉ薄板で、その表面にＡｇ、Ｃｕを主成分と
した鑞材金属４１（共品点約７８０℃）を真空蒸着し薄
膜形成されたものである。膜厚は１０μｍ以■であった
。この様に構成された鑞付基（才を、セラミック基板１
と金属基材２の間に挿入し、各々が同方向に位置する様
にセツティングをして、真空炉を用い真空炉中鑞付（真
空度５×１０　’Ｔｏｒｒ、加温８５０℃×５分）をお
こなった。

この様にして鑞付接合をした後、前述の従来例と同じ方
法で、第１図に示した様にリード線５の接続がおこなわ
ｎる。

この方法によれば従来の様な鑞付基材の積層化が不要と
なり、鑞付時のセツティングが簡素化でき、その結果と
して、鑞付接合による位置ずれは、殆んど発生せず、し
かもセツティング時の時間短縮ができる。また、セラミ
ック基板１の接合部は、Ｔｉ○などの中間層が確認さ扛
、従来の正常な接合と同様、機械的強度も安定したもの
であった。

次に、前記実施例と同じ活性金属（Ｔｉ薄板）７１二　
つ ３１０表面に、一つは銀を鑞材金属４１に、もう一方は
銅を鑞材金属４１に選んだものを、前記実施例と同じ方
法で薄膜化形成し、そ扛ぞＩＬを前記実施例と同じ方法
で真空炉中鑞ｆ十（ｌ財金属が銀のとき加温条件は１０
００℃×５分、同じく銅のとき１１５６℃×５分とした
）をした。その結果、前記実施例とほぼ同等の効果があ
った。

次に、活性金属３１＆こＺｒ薄板（寸法はＴｉと同じ）
を選び、鑞（〕金属４１に銀−銅（共晶点７８０℃）、
銀、銅の三者を選び、そｆぞ７Ｌの組合せによる薄膜化
形成をさらに真空炉中鑞例を、前記実施例と同じ方法で
おこなった。その結果、前記実施例とほぼ同等の効果が
あった。

発明の効果 本発明の鑞付方法によれば、複数基材を一体化した構成
で用いるため、鑞（＝Ｊ時のセツティングが簡素化でき
、しかも位置ずｎｋ殆んど発生することなくセラミック
基（才と金属基材とを鑞付することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はセラミックと金属の鑞付の代表例を示す断面図
、第２図は従来の鑞付方法を示す断面図、第３図は従来
例の問題点を説明する平面図、第４図は本発明の鑞付方
法の一実施例を示す断面図である。 １・・・・・・セラミック基板（セラミック基材）、２
・・・・・・金属基材、３１・・・・・・活性金属（鑞
付基材）、４１・・・・・・鑞材金属（鑞付基材）、５
・・・・・・リード線、１１・・・・・・感温抵抗体膜
、１２・・・・・・電極。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第　
１　図 １／ 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　七ラミック基（Ａと金属基材と鑞付基材とから
   なり、前記鑞付基材は、活性金属の表面に鑞伺金属を薄
   膜化形成した構成からなり、この鑞伺基材を介して、前
   記の両基１′Ａを不活性雰囲気中で真空鑞付したセラミ
   ックと金属の鑞付方法。 （２）　セラミック基材は、成分中にＳｉＯ２を含む組
   成からなる特許請求の範囲第１項記載のセラミックと金
   属の鑞付方法。 （３）活性金属は、Ｔｉ　、Ｚｒなとの金属材料からな
   る特許請求の範囲第１項記載のセラミックと金属の鑞付
   方法。 （４鑞材金属は、銀または銅の唯一金属あるいはこれら
   の合金からなる特許請求の範囲第１項記載のセラミック
   と金属の鑞イー１方法。 （５）鑞材金属の薄膜化形成は、真空蒸着により膜形成
   した特許請求の範囲第１項記載のセラミック２ベーン と金属の鑞付方法。