JPS61227974A - 炭化ケイ素セラミツクス−金属接合体 - Google Patents
炭化ケイ素セラミツクス−金属接合体Info
- Publication number
- JPS61227974A JPS61227974A JP6753685A JP6753685A JPS61227974A JP S61227974 A JPS61227974 A JP S61227974A JP 6753685 A JP6753685 A JP 6753685A JP 6753685 A JP6753685 A JP 6753685A JP S61227974 A JPS61227974 A JP S61227974A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silicon carbide
- carbide ceramic
- bonded body
- metal bonded
- metal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (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］
本発明は接合性の優れた炭化ケイ素セラミックス−金属
接合体に関する。
接合体に関する。
［発明の技術的背景とその問題点］
炭化ケイ素（Ｓｉ Ｃ）を主成分とする高密度焼結体は
セラミックスの中でも熱伝導性が良く、耐熱強度が高い
とともに、熱膨張係数がケイ素のそれとほぼ同じである
という特徴をもち、特にジャイアントトランジスタモジ
ュール用回路基板やＩＣ用回路基板等の半導体装に非常
に有利である。
セラミックスの中でも熱伝導性が良く、耐熱強度が高い
とともに、熱膨張係数がケイ素のそれとほぼ同じである
という特徴をもち、特にジャイアントトランジスタモジ
ュール用回路基板やＩＣ用回路基板等の半導体装に非常
に有利である。
また現在開発実験が進められている核融合炉の第−壁や
リミタ、ダイバータ等は特に高温強度、高熱伝導性が要
求されるとともにプラズマ汚染の少すい原子量の小さな
物質で構成することが必要とされており、炭化ケイ素セ
ラミックスはこれらの条件にかなう数少ない材料の１つ
として有望視されている。
リミタ、ダイバータ等は特に高温強度、高熱伝導性が要
求されるとともにプラズマ汚染の少すい原子量の小さな
物質で構成することが必要とされており、炭化ケイ素セ
ラミックスはこれらの条件にかなう数少ない材料の１つ
として有望視されている。
ところで炭化ケイ素セラミックスを半導体装用の構造材
に用いるにしても、核融合炉部材として用いるにしても
導電性付与のため、あるいは強制冷却構造付与のために
は金属と接合させることが不可欠である。
に用いるにしても、核融合炉部材として用いるにしても
導電性付与のため、あるいは強制冷却構造付与のために
は金属と接合させることが不可欠である。
近年この炭化ケイ素セラミックスと金属との接合方法と
して銅・マンガン合金をろう材として接合する方法、あ
るいはさらに金属と炭化ケイ素セラミックスとの熱膨張
差によって生じる熱応力破壊を防ぐために銅と炭素ＩＭ
Ｈとの複合材を中間接合部材として用いる方法が開発さ
れた。
して銅・マンガン合金をろう材として接合する方法、あ
るいはさらに金属と炭化ケイ素セラミックスとの熱膨張
差によって生じる熱応力破壊を防ぐために銅と炭素ＩＭ
Ｈとの複合材を中間接合部材として用いる方法が開発さ
れた。
［発明の目的］
本発明者等はＮｉ基合金あるいはＮｉが炭化ケイ素ある
いはケイ素と反応することを利用してＮｉを主構成元素
とする非連続接触体を介して炭化ケイ素セラミックスと
ＣｕまたはＣｕ合金とを接合すると、この中間接合部材
がろう材と熱応力緩衝材の両方の働きをして健全な炭化
ケイ素セラミックス−金属接合体が得られることを見出
した。
いはケイ素と反応することを利用してＮｉを主構成元素
とする非連続接触体を介して炭化ケイ素セラミックスと
ＣｕまたはＣｕ合金とを接合すると、この中間接合部材
がろう材と熱応力緩衝材の両方の働きをして健全な炭化
ケイ素セラミックス−金属接合体が得られることを見出
した。
本発明は以上のような知見に基づいてなされたもので接
合性に優れ、しかも高温に耐える炭化ケイ素セラミック
ス−金属接合体を提供することを目的とする。
合性に優れ、しかも高温に耐える炭化ケイ素セラミック
ス−金属接合体を提供することを目的とする。
［発明の概要〕
すなわち本発明の炭化ケイ素セラミックス−金属接合体
は炭化ケイ素セラミックスとＣＵまたはＣｕ合金とが、
少なくとも一層のＮｉを主構成元素とする非連続接触体
で構成された中間接合層を介して接合されてなることを
特徴とする。
は炭化ケイ素セラミックスとＣＵまたはＣｕ合金とが、
少なくとも一層のＮｉを主構成元素とする非連続接触体
で構成された中間接合層を介して接合されてなることを
特徴とする。
本発明における炭化ケイ素セラミックスは、例えばホッ
トプレスまたは常圧焼結によって製造された炭化ケイ素
セラミックス焼結体があげられる。
トプレスまたは常圧焼結によって製造された炭化ケイ素
セラミックス焼結体があげられる。
本発明で用いられる中間接合層は少なくとも一層が熱応
力緩衝材゛として作用する非連続接触体で、Ｎｉを主構
成元素とするものである。ここで非連続接触体とは被接
触体と点状あるいは線状接触をなしており、その結果接
触面積が接合面積よりも小さいものを意味する。またそ
の形態としては粉体、発泡体、多孔質焼結体、箔、繊維
または強化複合体があげられる。またＮｉを主構成元素
とするものとしてはＮｉ単体の他、ＮｉとＰまたはＣｒ
との合金があげられる。
力緩衝材゛として作用する非連続接触体で、Ｎｉを主構
成元素とするものである。ここで非連続接触体とは被接
触体と点状あるいは線状接触をなしており、その結果接
触面積が接合面積よりも小さいものを意味する。またそ
の形態としては粉体、発泡体、多孔質焼結体、箔、繊維
または強化複合体があげられる。またＮｉを主構成元素
とするものとしてはＮｉ単体の他、ＮｉとＰまたはＣｒ
との合金があげられる。
本発明においてはこの中間接合層は上記の他、ＯＬ＋を
主構成元素とする非連続接触体で構成された層をさらに
加えてもよい。
主構成元素とする非連続接触体で構成された層をさらに
加えてもよい。
炭化ケイ素セラミックス焼結体とＧＯまたはＣｕ合金と
の接合は例えば次のようにして行なう。
の接合は例えば次のようにして行なう。
炭化ケイ素セラミックス焼結体の表面にＮｉを主構成元
素とする非連続接触体で構成された中間接合層を介して
例えばタフピッチ電解銅を接触させ、真空または不活性
ガス雰囲気中、加圧または無加圧状態で約９００〜１０
００℃で加熱して接合させる。
素とする非連続接触体で構成された中間接合層を介して
例えばタフピッチ電解銅を接触させ、真空または不活性
ガス雰囲気中、加圧または無加圧状態で約９００〜１０
００℃で加熱して接合させる。
本発明による炭化ケイ素セラミックス−金属接合体とし
ては例えば次のようなものがあげられる。
ては例えば次のようなものがあげられる。
Ｓｉ Ｃ／Ｎｉ −Ｐ非晶質箔／Ｃｕ
５ｉ −８ｔ Ｃ／Ｎｉ−Ｃｒ発泡体／Ｃ０８ｉ Ｃ／
Ｎｉ −Ｐ非晶質１ｔＩｉ／Ｎｉ−Ｃｒ発泡体／Ｎｉ
−Ｐ非晶質箔／Ｃ１１ Ｓｉ Ｃ／Ｎｉ −Ｐ非晶質箔／Ｃｕ −Ｃ繊維複合体
／Ｎｉ −Ｐ非晶質箔／Ｃｕ ［発明の実施例］ 次に本発明の実施例について説明する。
Ｎｉ −Ｐ非晶質１ｔＩｉ／Ｎｉ−Ｃｒ発泡体／Ｎｉ
−Ｐ非晶質箔／Ｃ１１ Ｓｉ Ｃ／Ｎｉ −Ｐ非晶質箔／Ｃｕ −Ｃ繊維複合体
／Ｎｉ −Ｐ非晶質箔／Ｃｕ ［発明の実施例］ 次に本発明の実施例について説明する。
実施例１
カーボランダム社製のホットプレス法による炭化ケイ素
セラミックス焼結体１０璽ｖ ｘ １０ｎ＋ Ｘ ３．
５ｕの金属部材との接合面について＃４００の研磨仕上
げをしたのち、アセトン洗浄した。
セラミックス焼結体１０璽ｖ ｘ １０ｎ＋ Ｘ ３．
５ｕの金属部材との接合面について＃４００の研磨仕上
げをしたのち、アセトン洗浄した。
一方、１２ｎ Ｘ １４ｎ Ｘ ５ ｎのタフピッチ電
解銅板を希硝酸、アセトン等で洗浄した。
解銅板を希硝酸、アセトン等で洗浄した。
次にこの炭化ケイ素セラミックス焼結体に、１２ｎ Ｘ
１２ｎ Ｘ Ｏ，Ｏ５ｎ のＭＢＦ６０（Ｎｉ
８９ｗｔ ％−Ｐ１１ｗｔ％合金、非晶質箔、日本非晶
質金属株式会社製商品名） 、１１ｎ ｘ １１ｕ ｘ
Ｏ，５ｍｍのＣｕ十ＣＩＩＭ３５ｖｏ１％（株式会社
日立製作所製）および１２ｎ×１２ｎＸ ０００６ ｕ
のＭＢＦ６０を順に接触させ、上記の銅板を最後に当接
させて５〜１０Ｘ １Ｏ−５Ｔ Ｏｒｒの真空中、３５
ｋｇ／ｃ７の加圧下、９００〜９１０℃で５分間加熱し
た。
１２ｎ Ｘ Ｏ，Ｏ５ｎ のＭＢＦ６０（Ｎｉ
８９ｗｔ ％−Ｐ１１ｗｔ％合金、非晶質箔、日本非晶
質金属株式会社製商品名） 、１１ｎ ｘ １１ｕ ｘ
Ｏ，５ｍｍのＣｕ十ＣＩＩＭ３５ｖｏ１％（株式会社
日立製作所製）および１２ｎ×１２ｎＸ ０００６ ｕ
のＭＢＦ６０を順に接触させ、上記の銅板を最後に当接
させて５〜１０Ｘ １Ｏ−５Ｔ Ｏｒｒの真空中、３５
ｋｇ／ｃ７の加圧下、９００〜９１０℃で５分間加熱し
た。
このようにして得られた接合体は、炭化ケイ素セラミッ
クス焼結体と銅板とが緻密に密着し、接合状態の優れた
ものであった。
クス焼結体と銅板とが緻密に密着し、接合状態の優れた
ものであった。
またこの接合体について、レーザフラッシュ法を利用し
てみかけの熱拡散率を測定したところ、α′−０，３１
３ｃ（／ ｓｅｃであった。ちなみにホットプレス炭化
ケイ素セラミックス焼結体のみでは熱拡散率α−０，５
７１ｄ／ｓｅａ 、熱伝導率に−１，１９Ｗ／ＣＩｌ
−Ｋであった。また上記の結果から試算した接合体界面
の熱接触コンダクタンス係数はＨ−５〜６Ｗ／ＣＩ −
Ｋであった。
てみかけの熱拡散率を測定したところ、α′−０，３１
３ｃ（／ ｓｅｃであった。ちなみにホットプレス炭化
ケイ素セラミックス焼結体のみでは熱拡散率α−０，５
７１ｄ／ｓｅａ 、熱伝導率に−１，１９Ｗ／ＣＩｌ
−Ｋであった。また上記の結果から試算した接合体界面
の熱接触コンダクタンス係数はＨ−５〜６Ｗ／ＣＩ −
Ｋであった。
実施例２〜４
中間接合材として表に示すものを用い、表に示す条件で
接合を行なう他は実施例１と同様にして炭化ケイ素セラ
ミックス−金属接合体を製造した。
接合を行なう他は実施例１と同様にして炭化ケイ素セラ
ミックス−金属接合体を製造した。
＊１・・・実施例１でのべたものと同じ＊ ２ ＝ １
１ｎ Ｘ １１ｎ Ｘ １．６ｎのＮｉ−Ｃｒ合金、発
泡体 （住友電工株式会社製商品名） ［発明の効果］ 本発明によれば、ろう材としての作用と熱応力緩衝作用
とをあわせもつＮ１またはＮｉ基合金の非連続接触体を
中間接合材にもちいることによって健全な接合体が得ら
れるので、接合工程を簡略化することができる。またさ
らなる中間接合層を介することによってより高温強度の
大きな接合体を得ることもできる。
１ｎ Ｘ １１ｎ Ｘ １．６ｎのＮｉ−Ｃｒ合金、発
泡体 （住友電工株式会社製商品名） ［発明の効果］ 本発明によれば、ろう材としての作用と熱応力緩衝作用
とをあわせもつＮ１またはＮｉ基合金の非連続接触体を
中間接合材にもちいることによって健全な接合体が得ら
れるので、接合工程を簡略化することができる。またさ
らなる中間接合層を介することによってより高温強度の
大きな接合体を得ることもできる。
Claims (6)
- （１）炭化ケイ素セラミックスとＣｕまたはＣｕ合金と
が、少なくとも一層のＮｉを主構成元素とする非連続接
触体で構成された中間接合層を介して接合されてなるこ
とを特徴とする炭化ケイ素セラミックス−金属接合体。 - （２）炭化ケイ素セラミックスはホットプレスまたは常
圧焼結によって製造されたものである特許請求の範囲第
１項記載の炭化ケイ素セラミックス−金属接合体。 - （３）Ｃｕを主構成元素とする非連続接触体で構成され
た中間接合層をさらに介してなる特許請求の範囲第１項
記載の炭化ケイ素セラミックス−金属接合体。 - （４）非連続接触体は、粉体、発泡体、多孔質焼結体、
箔、繊維または強化複合体である特許請求の範囲第１〜
３項のいずれか記載の炭化ケイ素セラミックス−金属接
合体。 - （５）炭化ケイ素セラミックス−金属接合体は半導体用
回路基板である特許請求の範囲第１項記載の炭化ケイ素
セラミックス−金属接合体。 - （６）炭化ケイ素セラミックス−金属接合体は核融合炉
第１壁またはリミタ、ダイバータ用部材である特許請求
の範囲第１項記載の炭化ケイ素セラミックス−金属接合
体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6753685A JPS61227974A (ja) | 1985-03-30 | 1985-03-30 | 炭化ケイ素セラミツクス−金属接合体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6753685A JPS61227974A (ja) | 1985-03-30 | 1985-03-30 | 炭化ケイ素セラミツクス−金属接合体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61227974A true JPS61227974A (ja) | 1986-10-11 |
Family
ID=13347795
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6753685A Pending JPS61227974A (ja) | 1985-03-30 | 1985-03-30 | 炭化ケイ素セラミツクス−金属接合体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61227974A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008019166A (ja) * | 2004-02-04 | 2008-01-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 種結晶の固定方法及びその固定方法を用いた単結晶の製造方法 |
| CN109759665A (zh) * | 2019-03-22 | 2019-05-17 | 中山大学 | 一种具有三维网状分布的TiB晶须增强的陶瓷/金属接头制备方法 |
-
1985
- 1985-03-30 JP JP6753685A patent/JPS61227974A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008019166A (ja) * | 2004-02-04 | 2008-01-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 種結晶の固定方法及びその固定方法を用いた単結晶の製造方法 |
| CN109759665A (zh) * | 2019-03-22 | 2019-05-17 | 中山大学 | 一种具有三维网状分布的TiB晶须增强的陶瓷/金属接头制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPS61158876A (ja) | セラミツク対金属の直接液相結合 | |
| CN113600957A (zh) | 一种复合中间层及其钎焊碳化硼复合陶瓷与钛合金的方法 | |
| JP3095490B2 (ja) | セラミックス−金属接合体 | |
| JPH0777989B2 (ja) | セラミックスと金属の接合体の製造法 | |
| US3214833A (en) | Ceramic to metal bonding process | |
| JPS61227974A (ja) | 炭化ケイ素セラミツクス−金属接合体 | |
| JPS6256380A (ja) | セラミツクス−金属接合部材 | |
| JPS61227972A (ja) | 炭化ケイ素セラミツクス−金属接合体 | |
| JPS6153174A (ja) | セラミツク接合用緩衝材 | |
| JPS61227973A (ja) | 炭化ケイ素セラミツクス−金属接合体 | |
| JPH05201777A (ja) | セラミックス−金属接合体 | |
| JP4533998B2 (ja) | 高融点異種金属材の高温等方加圧接合法 | |
| JPS59102876A (ja) | セラミツクスと金属との接合方法 | |
| JPH0672779A (ja) | 炭素部材の接合方法 | |
| JPS59184778A (ja) | セラミツク部材と金属部材との圧接方法 | |
| JPH0223498B2 (ja) | ||
| JPS6221768A (ja) | 黒鉛の接合方法 | |
| JPS5935074A (ja) | セラミツク板 | |
| JPH0142914B2 (ja) | ||
| JPS63206365A (ja) | セラミツクスと金属の接合体 | |
| JPS6278167A (ja) | セラミツクスとタングステンもしくはモリブデンとの接合体 | |
| JPH0571544B2 (ja) | ||
| JPS62227596A (ja) | セラミツクス−金属接合部材 | |
| JPS60145972A (ja) | セラミックス−金属接合体 | |
| JPS6077181A (ja) | セラミツクス−金属接合体 |