JPS61296955A - レ−ザ接合法 - Google Patents
レ−ザ接合法Info
- Publication number
- JPS61296955A JPS61296955A JP60138204A JP13820485A JPS61296955A JP S61296955 A JPS61296955 A JP S61296955A JP 60138204 A JP60138204 A JP 60138204A JP 13820485 A JP13820485 A JP 13820485A JP S61296955 A JPS61296955 A JP S61296955A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal
- ceramics
- laser beam
- ceramic
- irradiated
- 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
Classifications
-
- 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
- B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
- B23K1/005—Soldering by means of radiant energy
- B23K1/0056—Soldering by means of radiant energy soldering by means of beams, e.g. lasers, E.B.
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
- Laser Beam Processing (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〕
この発明は、金属とセラミックスとを接合するレーザ接
合法に関する。
合法に関する。
セラミックス＜Ｓｉ３Ｎ＋）は、常圧では液相を持たな
いため溶融接合は不可能である。したがって、セラミッ
クスを他の部材と接合する方法としては接着剤、機械的
接合（焼はめ）などのほか、化学的接合法などがあるが
、接合強度が弱く、剥離しやすいという欠点がある。ま
た最近、金属とセラミックス（Ｓｉ３Ｎ＋）とを接合す
る方法が開発され、注目を集めている。この方法は、金
属とセラミックスとの間にｉ −ｒなどの活性金属ろう
を介在し、または前記セラミックスに予めメタライズ層
を施したのち、前記ろう材を挟持して加熱する方法であ
る。
いため溶融接合は不可能である。したがって、セラミッ
クスを他の部材と接合する方法としては接着剤、機械的
接合（焼はめ）などのほか、化学的接合法などがあるが
、接合強度が弱く、剥離しやすいという欠点がある。ま
た最近、金属とセラミックス（Ｓｉ３Ｎ＋）とを接合す
る方法が開発され、注目を集めている。この方法は、金
属とセラミックスとの間にｉ −ｒなどの活性金属ろう
を介在し、または前記セラミックスに予めメタライズ層
を施したのち、前記ろう材を挟持して加熱する方法であ
る。
ところで、前記接合法は、金属とセラミックスとをろう
材を介して挟持した状態で、電気炉等の加熱炉に入れ、
所定時間加熱して前記ろう材を溶融させて接合している
。したがって、被接合部材が大きくなれば、それに応じ
て大きな加熱炉が必要となり、金属とセラミックスを部
分的に接合しようとしても、被接合部材全体を収納でき
る大きな加熱炉が必要となり、大掛かりな設備を必要と
する。また、被接合部材をレーザビームによって加熱す
る方法も考えられるが、セラミックスにレーザビームを
照射して加熱した場合、その入熱が小さいとろう材が溶
融せず、大きすぎると、キーホール（溶接中に溶融部に
できる空洞）がセラミックスに達し、レーザビームが照
射されることによってセラミックスが昇華分解してしま
うという熱的影響を与える。
材を介して挟持した状態で、電気炉等の加熱炉に入れ、
所定時間加熱して前記ろう材を溶融させて接合している
。したがって、被接合部材が大きくなれば、それに応じ
て大きな加熱炉が必要となり、金属とセラミックスを部
分的に接合しようとしても、被接合部材全体を収納でき
る大きな加熱炉が必要となり、大掛かりな設備を必要と
する。また、被接合部材をレーザビームによって加熱す
る方法も考えられるが、セラミックスにレーザビームを
照射して加熱した場合、その入熱が小さいとろう材が溶
融せず、大きすぎると、キーホール（溶接中に溶融部に
できる空洞）がセラミックスに達し、レーザビームが照
射されることによってセラミックスが昇華分解してしま
うという熱的影響を与える。
この発明は、前記事情に着目してなされたもので、その
目的とするところは、セラミックスを昇華させることな
く、金属とセラミックスとを容易に接合することができ
、しかも接合強度が高いレーザ接合法を提供することに
ある。
目的とするところは、セラミックスを昇華させることな
く、金属とセラミックスとを容易に接合することができ
、しかも接合強度が高いレーザ接合法を提供することに
ある。
この発明は、前記目的を達成するために、金属とセラミ
ックスとの間にろう材を介在し、前記金属側からレーザ
ビームを照射して前記ろう材が溶融するまで加熱して金
属とセラミックスとを接合することある。
ックスとの間にろう材を介在し、前記金属側からレーザ
ビームを照射して前記ろう材が溶融するまで加熱して金
属とセラミックスとを接合することある。
以下、この発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第１図は、金属とセラミックスとの接合状態を示すもの
で、１は５ｔＪＳ３０４からなる金属で、２はセラミッ
クス（ＳｉｉＮ＋）である。セラミックス２０表面、つ
まり被接合側には溶射金属膜によるメタライズ層３が施
され、さらにその表面にＮｉメッキ１４が施されている
。また、５は金属１とセラミックス２との間に介在され
るろう材としての銀ろうなとである。
で、１は５ｔＪＳ３０４からなる金属で、２はセラミッ
クス（ＳｉｉＮ＋）である。セラミックス２０表面、つ
まり被接合側には溶射金属膜によるメタライズ層３が施
され、さらにその表面にＮｉメッキ１４が施されている
。また、５は金属１とセラミックス２との間に介在され
るろう材としての銀ろうなとである。
このように、金属１とセラミックス２とによってろう材
５を挟持した状態で、前記金属１側からレーザと−ムＬ
を照射し、集光レンズ６によってレーザビームＬを金属
１の表面に照射すると、レーザビームしによって金属１
が加熱昇温される。
５を挟持した状態で、前記金属１側からレーザと−ムＬ
を照射し、集光レンズ６によってレーザビームＬを金属
１の表面に照射すると、レーザビームしによって金属１
が加熱昇温される。
レーザビームＬを所定時間、金属１に照射すると、金属
１を介して前記ろう材５が加熱溶融され、このろう材５
の溶融によって金ａｉとセラミックス２とが接合される
。
１を介して前記ろう材５が加熱溶融され、このろう材５
の溶融によって金ａｉとセラミックス２とが接合される
。
この場合、レーザビームしは金属１の表面に照射してセ
ラミックス２に対しては直接照射されることがないため
に、キーホール等の発生およびセラミックス２の昇華分
解を防止でき、金属１とセラミックス２とを高い接合強
度で接合することができる。
ラミックス２に対しては直接照射されることがないため
に、キーホール等の発生およびセラミックス２の昇華分
解を防止でき、金属１とセラミックス２とを高い接合強
度で接合することができる。
ここで、本発明者の実験結果について説明すると、次表
の通りである。
の通りである。
なお、ここで使用する金属は、厚さ１．５ａｍの５ｔＪ
Ｓ３０４板で、セラミックスにはメタライズ層が施され
ている。また、ろう材は銀ろうＢＡ９−８を用い、レー
ザビームを金属側から照射（レーザ出力は３５０〜５０
０Ｗ、焦点はずし距離は一〇゛、５１Ｍ１）シ、さらに
溶着部の酸化を避 −けるためにトーチからアルゴン
を６ＯＬ／ｍｉｎ流した。
Ｓ３０４板で、セラミックスにはメタライズ層が施され
ている。また、ろう材は銀ろうＢＡ９−８を用い、レー
ザビームを金属側から照射（レーザ出力は３５０〜５０
０Ｗ、焦点はずし距離は一〇゛、５１Ｍ１）シ、さらに
溶着部の酸化を避 −けるためにトーチからアルゴン
を６ＯＬ／ｍｉｎ流した。
この実験結果から明らかなように、レーザ出力３５０Ｗ
では接合に至らない（Ｎｏ、１）。レーザ出力を大きく
するにつれて接合強度が上昇する（Ｎｏ、２．３）が、
出力が５００Ｗになると、セラミックスが昇華分解して
しまい接合は不可能となる（Ｎｏ、４）。また、Ｎ Ｏ
，２とＮ０１５の比較によ一すメッキがない方が接合強
度が大きいことが分る。また、入熱を算出するとＮｏ、
３は１．８ｋｊ／ｃＩＲ，Ｎｏ、６は２．４ｋｊ／ｃｍ
となり、単純に入熱を大きくしても接合強度は大きくな
らないことが分る。第２図（Ａ）は前記表のＮ００２の
接合部断面の顕微鏡写真であり、（Ｂ）はＮＯ６５の接
合部断面の顕微鏡写真であり、ろう材５を介して金１！
１１とセラミックス２とが接合していることが分る。
では接合に至らない（Ｎｏ、１）。レーザ出力を大きく
するにつれて接合強度が上昇する（Ｎｏ、２．３）が、
出力が５００Ｗになると、セラミックスが昇華分解して
しまい接合は不可能となる（Ｎｏ、４）。また、Ｎ Ｏ
，２とＮ０１５の比較によ一すメッキがない方が接合強
度が大きいことが分る。また、入熱を算出するとＮｏ、
３は１．８ｋｊ／ｃＩＲ，Ｎｏ、６は２．４ｋｊ／ｃｍ
となり、単純に入熱を大きくしても接合強度は大きくな
らないことが分る。第２図（Ａ）は前記表のＮ００２の
接合部断面の顕微鏡写真であり、（Ｂ）はＮＯ６５の接
合部断面の顕微鏡写真であり、ろう材５を介して金１！
１１とセラミックス２とが接合していることが分る。
なお、前記一実施例においては、セラミックスの表面に
メタライズ層を施したが、ろう材が活性金属のアモルフ
ァス材料であれば、メタライズ層を施す必要がない。ま
た、レーザビームは金属の表面に焦点を結んでいるが、
適宜焦点をはずして任意のスポット径にしてもよい。さ
らに、レーザビームと被接合部材とを相対的に移動させ
て線状、面状に接合できることは勿論である。
メタライズ層を施したが、ろう材が活性金属のアモルフ
ァス材料であれば、メタライズ層を施す必要がない。ま
た、レーザビームは金属の表面に焦点を結んでいるが、
適宜焦点をはずして任意のスポット径にしてもよい。さ
らに、レーザビームと被接合部材とを相対的に移動させ
て線状、面状に接合できることは勿論である。
以上説明したように、この発明によれば１．金属とセラ
ミックスとの間にろう材を介在させ、前記金属側からレ
ーザビームを照射することにより、セラミックスを昇華
分解させることなく、容易の金属とセラミックスを接合
することができる。しかも、従来のように被接合部材を
加熱する加熱炉等が不要となり、大掛かりな設備を必要
としないという効果を奏する。
ミックスとの間にろう材を介在させ、前記金属側からレ
ーザビームを照射することにより、セラミックスを昇華
分解させることなく、容易の金属とセラミックスを接合
することができる。しかも、従来のように被接合部材を
加熱する加熱炉等が不要となり、大掛かりな設備を必要
としないという効果を奏する。
図面は、この発明の一実施例を示すもので、第１図は接
合状態を示す正面図、第２図（Ａ）（Ｂ）は接合部断面
の顕微鏡写真である。 、 １・・・金属、２・・・セラミックス、３・・・
メタライズ層、５・・・ろう材。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第１図 （Ａ） 第２図 ’、（ｅ、） 第２図 手続補正書（方式） ％式％ １、事件の表示 ％願昭６０−１３８２０４号 ２、発明の名称 レーデ接合法 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 （３０７） 株式会社 東芝 （ほか１名） ４、代理人 昭和６０年９月２４日 ６、補正の対象 どＳ ｌ： ｒ
゛、、；、−八゛１、明細書 ］−゛０・７
Ｃ１・・・□）７、補正の内容 （１） 明細書第８頁第１行目に「接合部断面」とあ
るを「金属組織」と訂正する。
合状態を示す正面図、第２図（Ａ）（Ｂ）は接合部断面
の顕微鏡写真である。 、 １・・・金属、２・・・セラミックス、３・・・
メタライズ層、５・・・ろう材。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第１図 （Ａ） 第２図 ’、（ｅ、） 第２図 手続補正書（方式） ％式％ １、事件の表示 ％願昭６０−１３８２０４号 ２、発明の名称 レーデ接合法 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 （３０７） 株式会社 東芝 （ほか１名） ４、代理人 昭和６０年９月２４日 ６、補正の対象 どＳ ｌ： ｒ
゛、、；、−八゛１、明細書 ］−゛０・７
Ｃ１・・・□）７、補正の内容 （１） 明細書第８頁第１行目に「接合部断面」とあ
るを「金属組織」と訂正する。
Claims (2)
- （１）金属とセラミックスとを接合する方法において、
前記金属とセラミックスとの間にろう材を介在し、前記
金属側からレーザビームを照射して前記ろう材を加熱溶
融して金属とセラミックスとを接合することを特徴とす
るレーザ接合法。 - （２）セラミックスは、その被接合側表面にメタライズ
層が施されていることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載のレーザ接合法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60138204A JPS61296955A (ja) | 1985-06-25 | 1985-06-25 | レ−ザ接合法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60138204A JPS61296955A (ja) | 1985-06-25 | 1985-06-25 | レ−ザ接合法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61296955A true JPS61296955A (ja) | 1986-12-27 |
Family
ID=15216514
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60138204A Pending JPS61296955A (ja) | 1985-06-25 | 1985-06-25 | レ−ザ接合法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61296955A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109732163A (zh) * | 2019-03-18 | 2019-05-10 | 广州煌牌自动设备有限公司 | 一种焊接工艺方法及焊接设备 |
| WO2021122035A1 (de) * | 2019-12-19 | 2021-06-24 | Rogers Germany Gmbh | Verfahren zur herstellung eines metall-keramik-substrats und metall-keramik-substrat, hergestellt mit einem solchen verfahren |
-
1985
- 1985-06-25 JP JP60138204A patent/JPS61296955A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109732163A (zh) * | 2019-03-18 | 2019-05-10 | 广州煌牌自动设备有限公司 | 一种焊接工艺方法及焊接设备 |
| CN109732163B (zh) * | 2019-03-18 | 2021-05-11 | 广州煌牌自动设备有限公司 | 一种焊接工艺方法及焊接设备 |
| WO2021122035A1 (de) * | 2019-12-19 | 2021-06-24 | Rogers Germany Gmbh | Verfahren zur herstellung eines metall-keramik-substrats und metall-keramik-substrat, hergestellt mit einem solchen verfahren |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TW323429B (ja) | ||
| JPS59119844A (ja) | 可撓性配線のレ−ザろう付方法 | |
| US5272307A (en) | Method and apparatus for laser soldering of microelectronic lead-pad assemblies on ceramic substrates | |
| JPS61296955A (ja) | レ−ザ接合法 | |
| JP2007260701A (ja) | 異材接合方法 | |
| JP3296070B2 (ja) | 接合構造体及びその製造方法 | |
| JPH05208259A (ja) | 接合方法 | |
| JP2006116600A (ja) | 異材接合方法 | |
| JPH11509050A (ja) | ２つまたは２つよりも多い導体パターンの間に導電結合を形成する方法 | |
| JP2585654B2 (ja) | セラミックスの接合方法 | |
| JP2008023562A (ja) | 異材接合方法 | |
| JPS61296956A (ja) | レ−ザ接合法 | |
| JP2585653B2 (ja) | セラミックスの接合方法 | |
| JPH0337165A (ja) | セラミックスと金属との接合方法 | |
| JPH04162641A (ja) | レーザボンディング法 | |
| JP2836993B2 (ja) | 金属板の接合方法 | |
| JPS6037284A (ja) | レ−ザ接合方法 | |
| WO2022050073A1 (ja) | 接合構造 | |
| JPH0645752A (ja) | レーザ接合方法 | |
| JP2585652B2 (ja) | セラミックスの接合方法 | |
| JPS6343791A (ja) | レ−ザビ−ム接合装置 | |
| JPH0671651B2 (ja) | 溶射皮膜を介した金属の接合方法 | |
| JP2021122831A (ja) | レーザー接合方法及び接合構造体 | |
| JP2021122829A (ja) | レーザー接合方法及び接合構造体 | |
| JPH06216516A (ja) | 電子部品のはんだ付方法 |