JPS631279B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、セラミツクスの簡便なメタライズ方
法に関する。 従来の技術とその問題点 一般に、セラミツクスは、耐熱性、耐磨耗性、
絶縁性等に優れているが、その半面脆く、衝撃に
弱いため、構造材料として用いられるときには、
金属との接合体にして使用されることが多く、こ
の場合には金属とセラミツクスを接合する前に、
まずセラミツクス表面をメタライズする必要があ
る。また、セラミツクスを導電材料として用いる
場合には、セラミツクス表面にメタライズを行つ
て使用されている。 セラミツクスのメタライズ方法としては、テレ
フンケン法、活性金属法、水素化合物法、酸化物
ソルダー法、炭酸銀法等が知られている。これら
の内、テレフンケン法以外の方法には、工程が複
雑であることに加えて、メタライズ層の接着強
度、耐熱衝撃性、耐化学薬品性等が充分でない場
合があるため、現在のところテレフンケン法によ
るのが一般的である。テレフンケン法は、セラミ
ツクス表面にモリブデン―マンガンを被覆し、非
酸化性雰囲気中1400〜1700℃という高温で焼付
け、その上に金属メツキを行い、更に被膜の安定
化のために再度非酸化性雰囲気中で加熱すること
によりメタライズし、次いで必要に応じて金属を
ロウ接するものである。この方法は、作業工程が
長く且つ煩雑であるという大きな欠点があるのに
加えて、加熱温度が高いという欠点もある。 問題点を解決するための手段 本発明者は、上記欠点が解消されたセラミツク
スのメタライズ方法を開発するため鋭意研究した
結果、酸化銅及び硫化銅を被覆層として用いると
きには空気等の酸化雰囲気中にて比較的低温で焼
付けができ、次いで焼付け層を還元処理すれば極
めて簡便にメタライズできること（尚、被覆層と
して硫化銅を単独で用いる方法については、別途
出願した。）、得られたメタライズ層は導電性に優
れ且つ接着強度が高いこと等を見出し、本発明を
完成するに至つた。 即ち本発明は、酸化銅及び硫化銅との混合物
を、セラミツクス表面に被覆し、酸化性雰囲気中
900〜1300℃で加熱して焼付けた後、焼付け層を
還元処理することを特徴とするセラミツクスのメ
タライズ方法に係る。 本発明において被覆層として用いる酸化銅と硫
化銅との混合物は、通常粉末状のものを使用す
る。混合物を用いるときの使用割合は、任意の割
合で良い。 本発明における酸化銅と硫化銅との混合物は、
粉末状のまま使用しても良いし、適当なバインダ
ー及びその溶剤、例えばスクリーンオイル等の印
刷用インキ、バルサム等を適宜の量用いてペース
ト状にして使用しても良い。 本発明方法では、先ず粉末状又はペースト状の
混合物をメタライズが必要なセラミツクス表面に
撒布又は塗付して被覆する。被覆する量は、特に
限定されず、所望のメタライズ層の厚さに応じ
て、適宜決定される。次に、上記で被覆されたセ
ラミツクスを酸化性雰囲気中にて加熱して被覆層
を焼付ける。酸化性雰囲気としては、特殊なもの
を使用する必要はなく、空気、空気と窒素との混
合気等を使用すれば充分である。また、加熱条件
としては、セラミツクスの形状、大きさや用いた
被覆層の種類、被覆量等により変化するが、通常
900〜1300℃の温度で５〜60分間程度加熱する。
この加熱により酸化銅（硫化銅は酸化されて酸化
銅となる）からなる被覆がセラミツクスに密着す
る。この際、酸化銅の融液がセラミツクス内に一
部浸透する（硫化銅を用いたときには、酸化銅に
酸化される際に発生する硫黄が、この浸透を更に
助長する）ことにより接着強度が高められる。加
熱温度が900℃より低い場合には、上記のような
浸透が起こらず、接着強度が不充分になり、又
1300℃より高い場合には、被覆層の粘性が低下し
て流出することがあるので好ましくない。 次に、上記により焼付け層が施されたセラミツ
クスを還元処理する。還元方法としては、特に限
定されず、酸化銅が金属銅に還元されるならばど
んな方法でもよく、例えば水素雰囲気、一酸化炭
素雰囲気等の還元性雰囲気中での加熱、エタノー
ル、メタノール、プロパノール等のアルコール、
ベンジン、ホルマリン等の還元性溶媒への浸漬等
を挙げることができる。還元性雰囲気中で加熱す
る場合の温度は、焼付け層の分解、変質等を防ぐ
ために前記焼付け温度よりも低いことが好まし
く、通常200〜900℃程度とし、時間は通常５〜60
分間程度とする。また還元性溶媒への浸漬による
場合は、セラミツクスを通常200〜500℃程度好ま
しい300℃前後に加熱後、上記還元性溶媒に10〜
60秒間程度浸漬すれば良い。 上記還元処理により、極めて優れた導電性を有
する銅メタライズ層がセラミツクス表面に形成さ
れる。 かくしてメタライズされたセラミツクスには、
必要に応じて、常法例えばロウ接等により、各種
金属を容易に接合することができる。 本発明によりメタライズできるセラミツクスと
しては、特に限定されず、例えば窒化珪素、サイ
アロン、炭化珪素、窒化アルミニウム等の非酸化
物セラミツクス、アルミナ、ジルコニア、ムライ
ト、ベリリア、マグネシア、コージーライト等の
酸化物セラミツクスを挙げることができる。 発明の効果 本発明によれば、従来法に比べて低温で焼付け
後、還元処理するという極めて簡便な操作で、セ
ラミツクス表面にメタライズ層が形成でき、得ら
れたメタライズ層は導電性に優れ且つ接着強度が
高いという効果が得られる。 本発明によりメタライズされたセラミツクス
は、上記の如き性能を有するので、セラミツクス
パツケージ等の電子部品、セラミツクスを用いた
耐磨耗性部品、耐熱性部品等に好適に使用でき
る。 尚、本発明の方法は、ニツケル板、銅板等の金
属板にも応用でき、被覆層を還元すれば強固な保
護膜を得ることができる。 実施例 以下、実施例を挙げて、本発明を更に具体的に
説明する。 実施例 １ 酸化銅と硫化銅との等量混合粉末100重量部に
対してバルサム10重量部を混合してペースト状と
し、これを平板正方形の窒化珪素（Si₃N₄）、サ
イアロン、炭化珪素（SiC）、アルミナ又はジル
コニアの焼結体の表面に0.1ｇ／cm²塗付した。次
に、電気炉を用い空気中にて1100℃で30分間焼成
して焼付け被覆層を形成した。引続き焼成したも
のを乾燥器中で300℃に加熱した後、市販のエタ
ノール中に浸漬した。これによつて焼付け被覆層
が還元され、金属銅のメタライズ層が形成され
た。下記第１表に還元前後における、1000Vの電
圧で測定した電気低抗値を示した。還元後のメタ
ライズ層は、極めて優れた導電性を有しているこ
とが判つた。 かくして得たメタライズ層を有する各セラミツ
クスと銅片とを銀ロウを用いてロウ接し、秤量
2ton及び荷重速度５mm／minの引張試験機を用い
て、メタライズ層の接着強度を測定したところ、
いずれも極めて強く接着されていることが判つ
た。結果を下記第１表に併記した。 【表】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 酸化銅と硫化銅との混合物をセラミツクス表
   面に被覆し、酸化性雰囲気中900〜1300℃で加熱
   して焼付けた後、焼付け層を還元処理することを
   特徴とするセラミツクスのメタライズ方法。