JPS62168694A - クラツドろう - Google Patents

クラツドろう

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JPS62168694A
JPS62168694A JP1146086A JP1146086A JPS62168694A JP S62168694 A JPS62168694 A JP S62168694A JP 1146086 A JP1146086 A JP 1146086A JP 1146086 A JP1146086 A JP 1146086A JP S62168694 A JPS62168694 A JP S62168694A
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JP
Japan
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solder
metal
intermediate material
ceramics
brazing
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JP1146086A
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English (en)
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JPH0526599B2 (ja
Inventor
Kozo Kashiwagi
孝三 柏木
Hidekazu Yanagisawa
柳沢 秀和
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Tanaka Kikinzoku Kogyo KK
Original Assignee
Tanaka Kikinzoku Kogyo KK
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Granted legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/30Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
    • B23K35/3006Ag as the principal constituent

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、セラミックスと金属をろう付けするためのろ
うの改良に係り、詳しくはろう付は時にセラミックスに
熱応力が加わって損傷するのを防止するため、熱応力を
緩和するクラッドろうに関する。
(従来の技術) 近年、各種のセラミックス材料が、優れた耐熱性、耐摩
耗性等金属に無い特性を示すので、多方面に利用され始
めている。セラミックス単体で形成されている部品もあ
るが、多くはセラミックスの特長と金属の特長を生かす
必要がある。そのためセラミックスと金属の接合が要求
される。セラミックスと金属は、夫々異なった原子結合
を有し、一般のろう材では直接接合できない。良好に接
合するろう材としては、活性金属を含むろう材が知られ
ている。活性金属としてはTi、Zrがセラミックスと
金属の接合に有効であるが、Ti、、Zr単体では融点
が高い(T i 1720℃、Z r 1860’c 
)ので、通常Cu % N i等と合金させ、融点を下
げて使用している。
(発明が解決しようとする問題点) ところで、前記のTi、Zr等にCu、Ni等を合金さ
せたろう材で、セラミックスと金属をろう付けすること
はできるが、ろう付は温度が高いので、セラミックスは
応力によりグラツクが発生する欠点があった。クラック
の発生原因は、セラミックと金属との熱膨張差に起因す
るものであり、とりわけS i C,S i 3N4の
ような非酸化物系セラミックスとステンレス鋼、Cu、
Feのような金属とは極めて熱膨張差が大きいので、こ
れを前記のTi、Zr等にCu、Ni等を合金させたろ
う材でろう付けすると、ろう付は時にはセラミックスの
膨張に比しステンレス鋼が大きく膨張した状態でろう付
けされ、これを室温に下げてくるとセラミックスの収縮
に比しステンレス鋼の収縮が大きく、この差に起因する
応力によりクラックが入ってしまうものである。
そこで本発明は、セラミックスと金属をろう付は後の応
力の緩和と強固な接合を可能ならしめることのできる活
性金属を含んだクラッドろうを提供しようとするもので
ある。
(問題点を解決するための手段) 上記問題点を解決するための本発明のクラッドろうの1
つは、熱膨張係数の小さい金属又は合金を中間材として
、一面に活性金属を0.5〜8wt%含有したAgろう
が、他面に前記Agろうの融点に近いAgろうが張られ
、液相線温度が850”C以下であることを特徴とする
ものである。
本発明のクラッドろうの他の1つは、熱膨張係数の小さ
い金属又は合金を中間材として3層以内とし、その中間
材同志の間に活性金属を0.5〜8wt%含有したAg
ろうの融点に近いAgろうが挿入され、最外側の一面に
活性金属を0.5〜8wt%含有したAgろうが、最外
側の他面に活性金属を0.5〜8wt%含有したAgろ
うの融点に近いAgろうが張られていることを特徴とす
るものである。
本発明のクラッドろうのさらに他の1つは、中間材を2
層又は3層とし、その内の外側から1層又は2層が熱膨
張係数の小さい金属又は合金で、残りの1層又は2層が
Cu、Cu合金、Ag、Ag合金、Ni、、Ni合金の
いずれかで、これら2層又は3層の中間材同志の間に活
性金属を0.5〜8wt%含有したAgろうの融点に近
いAgろうが挿入され、前記熱膨張係数の小さい金属又
は合金の中間材側の最外側の一面に活性金属を0.5〜
8wt%含有したAgろうが、最外側の他面に前記最外
側の一面のAgろうの融点に近いAgろうが張られてい
ることを特徴とするものである。
本発明のクラッドろうの1つに於いて、中間材に熱膨張
係数の小さい金属又は合金を用いている理由は、セラミ
ックスのとの熱膨張差を小さくしてろう付は後の応力を
緩和し、セラミックスと金属の良好な接合をなし得るた
めである。
また中間材の一面に、活性金属を0.5〜8wt%含有
したAgろうを張る理由は、加工性を向上させ、強度ア
ップを図る為で、活性金属0.5 wt%未満のAgろ
うではセラミックスに対する濡れ性が劣り、且つ強度が
不足し、活性金属が8wt%を超えるAgろうでは、ろ
う材の加工性が劣り、且つCu−Ti合金の偏析が生じ
、その上ろうの融点が上昇するものであり、しかもろう
付けに於いてろうのしん性が無くなり、セラミックスの
クランク発生の原因となるからである。
さらに中間材の他面に、前記活性金属を0.5〜8wt
%含有したAgろうの融点に近いAgろうを張る理由は
、活性金属を含有するAgろうよりも金属に対して濡れ
性が良く、且つ継手強度が向上するからである。
また液相線温度を850℃以下とした理由は、ろう付は
後のセラミックスに掛かる応力を極力少なくするためで
ある。
本発明のクラッドろうの他の1つに於いて、中間材を2
層或いは3層とする理由は、セラミックスと金属の接合
を一層良好にできるからで4層以上にしてもそれ以上接
合効果は上がらず、コストが高くなるだけであるからで
ある。また中間材同志の間に、活性金属を0.5〜8i
vt%含有したAgろうの融点に近いAgろうを挿入し
た理由は、中間材が2層或いは3層でもセラミックスと
の応力を緩和する為である。最外側の両面に張られた材
料は、前記のクラッドろうの場合と同じ理由により限定
したものである。
本発明のクラッドろうのさらに他の1つに於いて、中間
材を2層又は3層とし、活性金属を0.5〜8Illt
%含有したAgろう側の1層又は2層を熱膨張係数の小
さい金属又は合金とした理由は、セラミックスと熱膨張
差を小さくしてろう付は後のセラミックスに掛かる応力
を緩和するためである。
また中間材の他の1層または2層をCu、Cu合金、A
g、、Ag合金、Ni5Ni合金のいずれかとした理由
は第1層の中間材により応力の緩和がある程度達成され
るので、これらの金属でも十分間に合うからである。
本発明の中間材としての熱膨張係数の小さい金属又は合
金は、コバール、F e −N 142wt%、Fe−
Ni42wt%−Cr6wt%、T a SN b 1
M o等で好ましくは熱膨張係数が900℃以下でl0
XIO−’/℃以下のものである。
本発明のクラッドろうで接合できるセラミックスは、酸
化物系(A jl! 20.1など)、炭化物系(Si
Cなど)、窒化物系(Si、N、など)の各種セラミッ
クスがある。また金属としては、融点が850℃を超え
る金属ならCu系、Fe系、ステンレス鋼等広範囲の金
属と接合できる。
(実施例) 本発明によるクラッドろうの実施例を従来例と共に説明
する下記の表−1に示す成分組成の活性金属を含むAg
ろう、中間材、Agろう、中間材、Agろうを夫々真空
溶解し、活性金属を含むAgろうは圧延して厚さ3菖嘗
の板となし、Agろうも同様に圧延して3flの板とな
し、中間材は同様に圧延して厚さ61璽の板となした。
そして実施例1.5は第1図のように活性金属を含むA
gろうの板1、中間材の板2、Agろうの板3を重ね合
わせ、実施例2.4.6は第2図のように活性金属を含
むA、 gろうの板1、中間材の板2、Agろうの板3
、中間材の板2、Agろうの板3を重ね合わせ、実施例
3.7.8は第3図のように活性金属を含むAgろうの
板1、中間材の板2、Agろうの板3、中間材の板2、
Agろうの板3、中間材の板2、Agろうの板3を重ね
合わせ、夫々熱間中で加圧圧着した。さらにテープ材に
て熱間ロール圧着した。この圧着したクラッドろう材を
厚さ0.1鶴に圧延した。
尚、従来例1.2の活性金属を含むAgろうの板1は厚
さ3mmから厚さQ 、 l 鶴まで圧延した。
(以下余白) 然して実施例1〜8及び従来例1.2のろう材を夫々縦
横51.15龍、40mmの各寸法に切断して、これら
のろうを用いてセラミックスと金属のろう付け、本例で
は共に厚さ5 inのA l! 20 sとCu及びS
 U S 304のろう付けをArガス雰囲気炉で行い
、ろう付は部のセラミックス即ちA It 203の割
れを調べた処、下記の表−2に示すような結果を得た。
尚、実施例の各クラッドろうは、活性金属を含むAgろ
う側をセラミックス側に配してろう付けを行った。
(以下余白) 上記の表−2で明らかなように本発明の実施例のクラッ
ドろうによれば、Aj!zo3とCuのろう付けに於い
てAn203は全く割れることが無く、Al2O,lと
5US304のろう付けに於いてもAl2O3が割れる
ことが少なく、僅かに中間材が1層及び2層で、ろう付
は寸法の大きいものに於いて割れが見られる程度で、中
間材が3層の実施例3.7.8のクラッドろうによるろ
う付けの場合は全く割れることが無かった。
(発明の効果)・ 以上詳記した通り本発明のクラッドろうは、セラミック
スと金属のろう付けに於いて、セラミックスに対する応
力を緩和してセラミックスが応力によりクランクが入っ
て損傷するのを防止でき、しかもセラミックスと金属を
強固にろう付けして接合できるので、従来のろう付けに
とって代わることのできる画期的なものと云える。
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第3図は夫々本発明のクラッドろうを作る際
の素材の重ね合わせ状態を示す斜視図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)熱膨張係数の小さい金属又は合金を中間材として、
    一面に活性金属を0.5〜8wt%含有したAgろうが
    、他面に前記Agろうの融点に近いAgろうが張られ、
    液相線温度が850℃以下であることを特徴とするクラ
    ッドろう。 2)熱膨張係数の小さい金属又は合金を中間材として3
    層以内とし、その中間材同志の間に活性金属を0.5〜
    8wt%含有したAgろうの融点に近いAgろうが挿入
    され、最外側の一面に活性金属を0.5〜8wt%含有
    したAgろうが、最外側の他面に活性金属を0.5〜8
    wt%含有したAgろうの融点に近いAgろうが張られ
    ていることを特徴とするクラッドろう。 3)中間材を2層又は3層とし、その内の外側から1層
    又は2層が熱膨張係数の小さい金属又は合金で残りの1
    層又は2層がCu、Cu合金、Ag、Ag合金、Ni、
    Ni合金のいずれかで、これら2層又は3層の中間材同
    志の間に活性金属を0.5〜8wt%含有したAgろう
    の融点に近いAgろうが挿入され、前記熱膨張係数の小
    さい金属又は合金の中間材側の最外側の一面に活性金属
    を0.5〜8wt%含有したAgろうが、最外側の他面
    に前記最外側の一面のAgろうの融点に近いAgろうが
    張られていることを特徴とするクラッドろう。
JP1146086A 1986-01-22 1986-01-22 クラツドろう Granted JPS62168694A (ja)

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JPH0526599B2 JPH0526599B2 (ja) 1993-04-16

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63248780A (ja) * 1987-04-02 1988-10-17 株式会社東芝 セラミツクス構造体
JPH02217191A (ja) * 1989-02-16 1990-08-29 Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk セラミックス用クラッドろう材
JPH0647578A (ja) * 1992-01-16 1994-02-22 Sky Alum Co Ltd ブレージングシートおよびそれを用いたろう付け方法
JP2594475B2 (ja) * 1990-04-16 1997-03-26 電気化学工業株式会社 セラミックス回路基板
JPH09181423A (ja) * 1990-04-16 1997-07-11 Denki Kagaku Kogyo Kk セラミックス回路基板

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