JPH0263680A - 金属化された材料へのろう被覆物の形成法 - Google Patents

金属化された材料へのろう被覆物の形成法

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JPH0263680A JP1186181A JP18618189A JPH0263680A JP H0263680 A JPH0263680 A JP H0263680A JP 1186181 A JP1186181 A JP 1186181A JP 18618189 A JP18618189 A JP 18618189A JP H0263680 A JPH0263680 A JP H0263680A
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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】 [発明の利用分野] 本発明は、ハンダ、特に硬質ハンダを金属化されたセラ
ミックに化学的にまたは電気めっき法を用いて塗布する
方法に関する。
[従来技術及び発明が解決しようとする課B1金属部品
(特に、銅、ニオブまたは鋼鉄で造られた金属製電極)
と絶縁性のセラミック部品(特に、酸化アルミニウム)
との間に気密で且つ良好な接合を提供するという課題は
、特に電子部品(サージ防止装置、サイリスターハウジ
ング、真空スイッチング−チューブ)の製造で生ずる。
この課題は一般に多段法によって達成される。第一段階
に、金属に接合すべきセラミック表面を、典型的なモリ
ブデン/マンガンまたはタングステン/チタン−金属化
法によって最初に金属化する。得られる薄い金属化層(
2〜30μm)を1200〜1500℃の温度で湿った
還元性雰囲気において焼く。この方法ではセラミック基
体と金属化層との間に良好な接合が達成される。次いで
、ニッケルーまたは銅被覆を一般に電気的にまたは化学
的に金属化層に塗布する。
このニッケルーまたは銅被覆は約0.5〜5μmの厚さ
でありそしてこの対象物だけが金属化されたセラミック
材料を溶融したハンダによって濡らすことを可能とする
。ハンダ付けすべき成分を次の操作において、グラファ
イト製のハンダ付け用ジグ(solderingjig
)に取り付ける。
(例えば銀/銅を基材とする)ディスク状ハンダを金属
化されたセラミック表面に置く。セラミック部品に接合
すべき金属部品を、ディスク状ハンダの上に置きそして
ハンダ付け用ジグによって正確に中心に置く。セラミッ
ク部品、金属部品及びディスク状ハンダを入れたハンダ
付け用ジグを保護ガス雰囲気または真空状態で750−
1200℃の温度に加熱する。ハンダ付け温度において
、金属及びセラミック表面を溶融したハンダで濡らす。
冷却後に固化したハンダは金属とセラミック部品との間
に気密で且つ良好な接着力の接合部として働く。電子工
業ではしばしば銀/銅合金を硬質ハンダとして使用する
このハンダの融点は780(共融)〜約1070℃(純
粋の銅)の範囲内で、合金中に存在する銅の重量に依存
して変えるととができる。
硬質ハンダ材料の化学的及び物理的性質(熱膨張性)は
セラミック部品の金属化された層と金属部品の性質とを
合わせる為に調整しなければならない。ハンダの融点(
単一物質系または共融)または溶融範囲(多物質系)は
許容される施工温度の範囲内にあるべきである。
数十年らい経験しているこの方法の欠点は、ハンダ部品
(例えばディスク状ハンダ)を組み合わせ作業において
調製するのに多大な作業経費が掛り且つ人の器用さを必
要とすることである。自動的に組み合わせることは不可
能である。
このことは、幾何学的に複雑な場所または数個のハンダ
付け場所を持つ対象物について特に当てはまる。この問
題は、電子工業がしばしば、沢山の金属化されたセラミ
ックより成る小さな部品を必要とするという事実でまず
ます強められる。
[発明の構成] 本発明者は、これらの欠点を克服しそして金属化された
セラミック部品にハンダを熱を用いるずに塗布する方法
を見出した。この方法は、単一の層より成るが、好まし
くは、金属化されたセラミック部品の上に、それぞれニ
ッケル、錫、亜鉛、銅または銀より成る少なくとも二つ
の層を実質的に化学的または電気的に塗布することより
成る。得られる有利な被覆物は、15〜300μm、特
に15〜150μmの層合計の厚さを有している。この
方法では、個々の元素を相前後して析出させる。暴露時
間が長ければ長い程または電流密度及び浴濃度が大きけ
れば大きい程、析出する元素の層が益々厚く成る。次い
でハンダ付けの際に、液相の形成における選択条件(温
度、期間)次第で、各層が多かれ少なかれ激しく混合さ
れそして多かれ少なかれ均一な合金が形成される。しか
しながら150μm以上の全体厚さは、少なくとも等し
く良好な接着力を持つ比較的薄い厚さより有利でない可
能性がある(材料および作業の費用)。
錫、亜鉛、銅および銀の各々の少なくとも一つの層は、
金属化されたセラミック部品へ塗布するのが有利であり
、その錫の量は(塗布される層の合計を基準として) 
10重量%より多くない。塗布順序には制限がない。
鋼鉄、銅またはニッケルをハンダ付けするには、30〜
55重量%の銀、22〜36重量%の銅、18〜32重
量%の亜鉛および2〜5重量%の錫を含有する合金を使
用する (DODUCOdata 5heet。
”Typen−1leberschicht Hart
lote−Weichlote ・Flussmi t
tel”のCa6miumfreie Lote(カド
ミューム不含ハンダ)”の章、ハンダNo、 8855
.8845.8838.8834および8830参照)
本発明の別の実施形態においては、錫が省略される。こ
れによると塗布される被覆は、それぞれ銅、銀および亜
鉛の少なくとも一つの層より成る。これらの元素の合金
は一般に、銀、銀合金、鋼鉄、銅、ニッケルおよびニッ
ケル合金のハンダ付けに使用される(DODUCOda
ta 5heet、“Cadmiumfreie Lo
te(カドミューム不含ハンダ)″の章、例えばハンダ
No、 8075〜8830参照1゜本発明の特に有利
な実施形態においては、ニッケル、銅または銀の層を金
属化されたセラミック部品に少なくとも0.5μmの厚
さで最初に塗布し、次いでニッケル、銅または銀の少な
くとも一つの別の層を10〜150μmの厚さで塗布し
、その結果15〜300μmの層合計の厚さを持つ。塗
布される各層の層合計の厚さは150μmより多くなく
、特に30〜100μmであるのが有利である。銅およ
び銀の個々の層は5〜60μm、特に6〜50μmの厚
さを持つ。例えば、最初に0.5〜5未満の厚さの銅ま
たはニッケルの層を塗布し、次いで一緒にして15〜1
50μmの厚さを持つ銀、ニッケルまたは銅の三つの厚
い層を塗布する。
この方法では、如何なる金属が最初に塗布される層を形
成するかによって沢山のバリエーションが考えられる。
この金属がニッケルの場合には、この層の厚さは0.5
〜最高5μmであるべきである。1〜150μm、特に
1〜70μmの層厚さの銅または銀の少なくとも一つの
別の層をこの層に塗布し、塗布される各層の合計の厚さ
は16〜160μmである。ニッケルは実質的に、金属
化されたセラミック部品への次の層の接合を改善する働
きをする。
金属化されたセラミックにハンダの金属を後でより良好
に接合させる為に、薄いニッケルまたは銅層を金属化さ
れたセラミックに設ける思想は既に公知である。米国特
許第2,667.427号明細書によれば、銀ハンダを
用いる場合には最初にニッケルを析出させ、次いで銅を
析出させる。この析出量はハンダを代用できない。
また、最初に銅の薄い層(0,5〜最高5μm)を塗布
し、次いで銅または銀の少なくとも一つの別の層を塗布
することも可能である。この場合、個々の層は15〜1
50μmの厚さであり、塗布される各層は16〜160
μ艶の合計厚さを有する。最初に塗布される薄い銅層の
目的は、金属化されたセラミックへの次の層の接合を改
善することである。
最初の薄い層がニッケルまたは銅で構成されているかど
うかに無関係に、ハンダ付け条件のもとてこの方法は少
なくとも局所的に、均一な銅/銀−合金を形成せしめる
。Cu/八gへ比に依存するか\る合金の性質は公知で
ある。
しかしながら最初に塗布した銅層を厚く(5〜70μm
、特に10〜70μm)作ったりまたは最初に同じ厚さ
の銀層を形成し、次いで両方の場合とも銅または銀の少
なくとも一つの別の層(個々の層はの厚さ1〜70μm
)を塗布し、15〜300μmの合計厚さを目指す。2
00μmの最大合計厚さが特に有利であり、140μm
が更に有利である。特に100μmの最大厚さが有利で
ある。純粋な銅のハンダを所望の場合には、操作の中に
予めの銅メツキ工程および後銅メツキ工程を入れる必要
がある。専らAgで被覆することにも同様なことが言え
る。
少量のニッケルを混入することによって、塗布される層
系の融点を高めることができる。この被覆物が銀、銅お
よびニッケルの各車−の層より成る(そして該被覆物が
最高10重量%のニッケルを含有する)場合には、ハン
ダ付けの際に得られる三成分系の融点が最高1100℃
に達することが可能である。67 Ag 28 Cu 
5 Niハンダは850℃の施工温度を有している。
最初に塗布される層(Ag 、 Cu、 Ni)に無関
係に、塗布される各層の合計のAg/Cu−重量比は0
:100〜100:Oであり得る。しかし銀および銅は
、5:100〜90:10 、特に85:15〜50:
50のへg/Cu−重量比で用いるのが有利である。7
5:25〜70:30の共融(Ag/Cu = 72:
28)に近い比は、融点が低いので特に有利である。
被覆の為に塗布される金属が銀および銅だけの場合には
、最初に塗布される層が銅でありそして、外側面を形成
する最後に塗布される層が銀であるのが有利である。こ
の場合には銅の良好な接着性が銀の良好な耐酸化性と組
み合わさる。ハンダAg/Cuの最適な層厚さ範囲はこ
の場合、30〜100 pmの範囲にある。より厚い場
合には接着性が僅かに低下する。
か\る重量比を用いる場合には、加熱時に1Ooo’c
以下の融点を持つハンダを形成する被覆を得ることがで
きる。
セラミック部品が公知の方法で旨く金属化できる限り、
次いでその上に本発明の方法に従ってハンダを層状態に
析出させることも可能である。このことは、酸化アルミ
ニウム、フォルステライト、ステアタイトおよび酸化ジ
ルコニウムより成る金属化されたセラミックについても
当て嵌まる。
酸化アルミニウムーセラミックの金属化は公知である(
例えば、以下を参照): 1、 Co1e、S、S、およびG、Son+mer、
 Glass−MigrationMechanisu
ms  of  Ceramic−to  Metal
  5eal  Adherence 、 J、Am、
Ceram、Soc、 、第44巻、No、6、第26
5〜271頁 2、 Fulrath、 R,M、およびE、L、Ho
1lar、 ManganeseGlass−Moly
bdenum Metallizing Cerami
cs  。
Ceramic Bulletin、第47巻、No、
5 (1968)、第493〜497頁 3、 K]omp、J、T、およびP、J、 Botd
en 、 SealkingPure  Alumin
ia  Ceramics  to  Metals、
、CeramicBulletin、第49巻、No、
2 (1970) 、第204〜211頁 4、 Co1yan、 R,E、およびS、D、5to
ddard、 TungstenMetallizin
g Aluminia−Yttria Ceramic
s、  レポートLA−6705−MS 、 Los 
Alamos、ニューメキシコ(1977) 5、  Meyer、A、、  Zum Haftme
chanismus von Mo1ybdaen/M
angan−Metallisierungsschi
chten aufKorundkeramik (モ
リブデン/マンガン−金属化層のコランダムセラミック
スへの接着メカニズム) 、Ber、DKG 、第42
巻(1965) 、No。
11、第405〜444頁)。
多くの場合、金属化層はモリブデン、タングステン、タ
ングステン/二酸化チタンまたはモリブデン/マンガン
より成る。便宜上、相前後して塗布されるハンダ金属の
各層はそれぞれの場合に異なった金属である。もし二つ
の同じ金属を相前後して塗布した場合には、一般に後で
単一層しか認められない。
層の形で純粋な金属、Ni、 Cu、 Ag、 Znお
よびSnを電気的方法または電流なしの方法で導電性基
体の上に析出させる方法は当業者に知られている。この
析出を電流なしにまたは特に電気的に実施できる浴は市
販されている。基体材料の精製およびそれの活性化(電
流なしに金属を析出させる場合)は電気メツキの分野の
当業者に知られている。
実地においては、析出される層の厚さの増加を測定する
ことによって析出の進行を重量によるよりも容易に追跡
できる。しかしながら金属の層の厚さの比は、所望の多
物質系に付いての公知の状態図からおよび金属の厚さか
ら容易に算出できる。
硬質ハンダ合金を形成する目的で異なる物質の数種の相
を電気的に析出させる場合、析出順序は本来の合金形成
にとって重要でない。しかし層順序を、電気技術的に好
都合な方法技術が使用できるかまたは最も耐蝕性の相を
最後に析出させるように選択するのが有利である。
本発明の方法によればセラミック部品は、内側から外側
に下記の順で層を設けて得ることができる: a)タングステンまたはタングステン/二酸化チタン、
モリブデンまたはモリブデン/マンガンの薄い金属化層 b) 0.5〜5μmの厚さのニッケル層または1〜7
0μmの厚さの銅または銀の層、次いでc) 1〜70
μmの厚さの銅または銀のしっかり付着している少なく
とも一つの別の層、これらの層は15〜150μmの合
計層厚さを持つ金属化した層の上に位置している。
電子工業では、中空円筒状物の形状でありそして後でハ
ンダ付けする為に少なくとも一つの環状表面末端または
金属化された環状領域の近辺に少なくとも一つのスリー
ブの形のジャケット域を持つセラミック部品をしばしば
必要としている。外径が最高20mm、特に最高12m
+nでそして最高20++onの長さの中空円筒状物が
特にしばしば使用される。内径は少なくとも3.51で
あり、壁厚は少なくとも0.8 mmである。本発明の
方法の場合、このような場合ですらハンダの層によって
金属化層を容易に被覆することができる。
更に本発明は、金属化されたセラミック部品と金属製物
質との間に、融点が金属製物質より低い硬質ハンダを導
入し、金属化されたセラミック、硬質ハンダおよび金属
製物質より成る系を、硬質ハンダの融点より上でそして
金属製物質の融点より下の温度に加熱し、そして溶融し
たハンダ、金属化されたセラミックおよび金属製物質よ
り成る系をハンダの融点より下の温度に冷却することに
よって金属製物質に金属化されたセラミック部品をハン
ダ付けする方法に関する。この方法において、硬質ハン
ダを最初に上記の方法でセラミック部品に接触させそし
て金属物質と接触状態にあるセラミック表面の硬質ハン
ダで被覆された部分を加熱する。
適する金属部品の例には鉄、鉄合金、例えば鉄−ニッケ
ル材料、特にVacod i I (材料番号1.39
17)、鉄−ニッケル−コバルト材料、特にVac。
n(材料番号1.398L 1.3982)または銅お
よび銅合金、例えばジルコニウム銅、タングステン、モ
リブデン、ニオブおよびタンタルで製造されたものがあ
る。これらの金属の全てがAgCuまたはAgCuNi
で組成されたハンダで完全に濡れる。
金属−セラミックの接合の接着性にとっては、系のハン
ダ、セラミックおよび金属成分が似た膨張係数を持つ場
合が有利である。機械的負荷に対する耐久性に関しては
、切断によって製造されたハンダ付け接合部が末端−末
端ハンダ付け接合部より優れている。
本発明を以下の実施例によって更に詳細に説明する。
実省I」1 部分的に金属化された酸化アルミニウムーセラミック部
品をニッケルで電気的に被覆する。
この方法では約3μmのニッケル層が金属化層の上に析
出する。中間的に洗浄した後に、40μmの銀を電気メ
ツキする。銅製薄板にセラミ・ンク部品をハンダ付けす
る為に、セラミック部品をグラファイト製のハンダ付け
用ジグ中で銅部品と接触させそして961″Cに加熱す
る。約780℃の融点を有する共融物を銅製薄板の近辺
で形成する。銅製薄板がセラミック部品に良好に接合す
る。
災隻析」 金属化された酸化アルミニウムーセラミック部品を4μ
mの銅層で化学的に被覆する。次いで約16μmの銅お
よび約34μmの銀を電気メ・ンキする。
被覆されたセラミック部品をVacon製の金属部品と
接触させそして保護ガス雰囲気で800℃のハンダ付け
温度に加熱する。この方法では、未だ過剰のAgを収容
する共融物Cu/Agが層境界Cu/Agの所に最初に
形成される。セラミック部品および金属部品を冷却した
後に、良好に接合した空密ハンダ付けされた接合部が形
成される。
災旌桝側 数個のA ffi 203製中空円筒状物(内径6mm
、外径7.5mm)をMo/Mnで金属化しそして銅(
12μm)で被覆する。次いで9〜17μmの厚さの銀
層を電気メツキする。最後にVacon製の円錐系キャ
ップを各中空円筒状物の前面に830’Cに加熱するこ
とによってハンダ付けする。ハンダ付けされた中空円筒
状物は空密である。セラミック部品へのキャップの接着
強度は、銀層の厚さに依存して最高約90ONである。
9および15μmのAg層厚さでは、接着強度は約82
5Nで、11および15μmの八gでは接着剤強度は約
88ONでそして17μmのAgでは約70ONだけで
ある。
一方、慣用の方法を用いた場合には(3μmのニッケル
メッキ層、 72/28組成のAg/Cu−ディスク状
ハンダ)、接着強度はハンダ層の厚さに無関係に約80
ONである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)金属化されたセラミック部品にハンダを適用するに
    当たって、金属化されたセラミック部品の上に、各々が
    ニッケル、銅、銀、亜鉛または錫より成る少なくとも二
    つの層を実質的に化学的にまたは電気的に塗布すること
    を特徴とする、上記のハンダの適用法。 2)各々が銅、銀、亜鉛または錫より成る少なくとも一
    つの層を塗布し、錫の重量が10重量%より多くない請
    求項1に記載の方法。 3)各々が銅、銀および亜鉛より成る少なくとも一つの
    層を金属化されたセラミック部品に塗布する請求項1に
    記載の方法。 4)ニッケル、銅または銀の層を最初に、金属化された
    セラミック部品に少なくとも0.5μmの厚さで塗布し
    、次いでニッケル、銅または銀の少なくとも一つの別の
    層を10〜150μmの厚さで塗布し、その結果15〜
    300μmの層合計の厚さを得る請求項1に記載の方法
    。 5)ニッケルの層を最初に5μmより薄い厚さで塗布し
    、次いで銅または銀の別の少なくとも一つの層を1〜1
    50μm、特に1〜70μmの層厚さで塗布し、その結
    果16〜160μmの層合計厚さを得る請求項4に記載
    の方法。 6)0.5〜最高5の厚さの銅の層を最初に塗布し、次
    いで銅または銀の15〜150μmの別の少なくとも一
    つの層を塗布し、その結果16〜160μmの層合計厚
    さを得る請求項4に記載の方法。 7)5μm〜70μm未満の層厚さを持つ銅または銀の
    最初の層を塗布し、次いで1〜70μmの層厚さを持つ
    銅または銀の少なくとも一つの層を塗布し、15〜30
    0μmの層合計厚さを得る請求項4に記載の方法。 8)銅、銀およびニッケルの少なくとも一つの各々の層
    を塗布し、層の厚さの比を、この三成分の系の融点が1
    100℃より高くないように選択する請求項4に記載の
    方法。 9)塗布した層が15〜130、特に30〜100μm
    の全厚さを持つ請求項4に記載の方法。 10)銅または銀の塗布した別の層が5〜60μm、特
    に6〜50μmの厚さを持つ請求項4に記載の方法。 11)ハンダを酸化アルミニウムまたはステアタイトを
    基礎とする金属化されたセラミック部品に塗布する請求
    項1に記載の方法。 12)セラミック部品の金属化層がモリブデン、モリブ
    デン/マンガン、タングステンまたはタングステン/二
    酸化チタンより成る請求項1に記載の方法。 13)相前後して塗布される各層が異なる元素より成る
    請求項1〜12の何れか一つに記載の方法。 14)銀および銅の塗布重量の合計が0:100〜10
    0:0、特に5:100〜90:10の比である請求項
    5〜7の何れか一つに記載の方法。 15)銀および銅の塗布重量の合計が85:15〜50
    :50、特に75:25〜70:30の比である請求項
    14に記載の方法。 16)銀および銅の塗布重量の合計が72:28の比で
    ある請求項15に記載の方法。 17)二つの層を塗布し、最初の層が銅でありそして第
    二の層が銀である請求項14に記載の方法。 18)相前後して a)チタン、モリブデンまたはタングステンの薄く金属
    化層、 b)0.5〜5μmのニッケルまたは銅の薄い層または
    1〜70μmの銀の薄い層、次いで c)銅または銀の1〜70μmの厚さのしっかり付着し
    ている少なくとも一つの別の層 をセラミック物体の上に設け、その際に平行した位置に
    ある各層が異なる金属より成り、金属化層の上にある層
    が15〜150μmの層合計厚を有しそして銀/銅の合
    計量が5:100〜100:0の比である、 硬質ハンダ付け層を持つ金属化されたセラミック部品。 19)金属層が、中空円筒状セラミック物体の少なくと
    も一つの前面側に位置している環状領域を形成する請求
    項18に記載の金属化セラミック部品。 20)金属層(金属化層およびハンダ層)が中空円筒状
    に成形されたセラミック物体の少なくとも一方の端にス
    リーブの形で位置している請求項18に記載の金属化セ
    ラミック部品。 21)中空円筒状物の直径が20mmより大きくなく、
    そして中空円筒状物の長さが20mmより長くない請求
    項19に記載の金属化セラミック部品。 22)金属化セラミック部品と金属製物質との間に、融
    点が金属製物質より低い硬質ハンダを導入し、金属化さ
    れたセラミック部品、硬質ハンダおよび金属製物質より
    成る系を、硬質ハンダの融点より上でそして金属製物質
    の融点より下の温度に加熱し、そして溶融したハンダ、
    金属化されたセラミック部品および金属製物質より成る
    系をハンダの融点より下に冷却することによって金属製
    物質に金属化されたセラミック部品をハンダ付けするに
    当たって、硬質ハンダを請求項1〜17項の一つの記載
    に従って、金属化されたセラミック部品に塗布し、硬質
    ハンダで被覆されたセラミック表面の部分を加熱しそし
    て金属製物質と接触させることを特徴とする、上記ハン
    ダ付け法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019518303A (ja) * 2016-03-23 2019-06-27 ティーディーケイ・エレクトロニクス・アクチェンゲゼルシャフトTdk Electronics Ag 気密な金属−セラミック接続を形成する方法、及び、気密な金属−セラミック接続の応用

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4033927A1 (de) * 1990-10-25 1992-04-30 Hoechst Ceram Tec Ag Ueberspannungsableiter
DE4111189C1 (ja) * 1991-04-06 1992-09-17 Hoechst Ceramtec Ag, 8672 Selb, De
DE4319533A1 (de) * 1993-06-12 1994-12-15 Hoechst Ceram Tec Ag Innenlötung bei Metall-Keramik-Verbunden
DE4320910C1 (de) * 1993-06-18 1994-09-08 Siemens Ag Verfahren zur Herstellung einer gasdichten Lötverbindung und Anwendung des Verfahrens bei der Herstellung von Bauelementen mit vakuumdichten Gehäuse
JP3311282B2 (ja) * 1997-10-13 2002-08-05 株式会社東芝 金属部材の接合方法及び接合体
GB0401529D0 (en) * 2004-01-23 2004-02-25 Rolls Royce Plc Component joining
DE102004040311B4 (de) * 2004-08-19 2006-08-31 Umicore Ag & Co. Kg Ringscheibe aus gebogenem Bandmaterial
DE102007048299A1 (de) * 2007-10-08 2009-04-09 Behr Gmbh & Co. Kg Mehrschichtlot
KR101943953B1 (ko) * 2013-09-20 2019-01-30 에이비비 슈바이쯔 아게 세라믹 금속 전이를 위한 세라믹 금속화의 제조 방법 및 세라믹 금속 전이 자체
CH708666A1 (de) 2013-10-08 2015-04-15 Kistler Holding Ag Verfahren zur Herstellung einer Metall-Keramiklötverbindung.
CN119772450B (zh) * 2025-02-27 2025-10-10 西北有色金属研究院 一种AgCuNi多元钎料及其制备方法和钎焊工艺

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2667427A (en) * 1951-07-27 1954-01-26 Gen Electric Method of metalizing a ceramic member
US2836885A (en) * 1953-09-09 1958-06-03 Ferranti Ltd Method of making ceramic-to-metal seals
US3006069A (en) * 1957-05-23 1961-10-31 Rca Corp Method of sealing a metal member to a ceramic member
US3683488A (en) * 1970-05-15 1972-08-15 Rohr Corp Methods of bonding metals together
US4342632A (en) * 1981-05-01 1982-08-03 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Method of metallizing a ceramic substrate
JPS59232693A (ja) * 1983-06-17 1984-12-27 Ngk Spark Plug Co Ltd セラミツクと金属等との接合用クラツドろう材及びこれを用いたセラミツクと金属等との複合体
US4610934A (en) * 1985-01-17 1986-09-09 Kennecott Corporation Silicon carbide-to-metal joint and method of making same
US4861410A (en) * 1985-02-25 1989-08-29 University Of Florida Method of joining metal oxide containing ceramic bodies
US4746054A (en) * 1985-08-29 1988-05-24 Northrop Corporation Method of joining concentric cylinders

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019518303A (ja) * 2016-03-23 2019-06-27 ティーディーケイ・エレクトロニクス・アクチェンゲゼルシャフトTdk Electronics Ag 気密な金属−セラミック接続を形成する方法、及び、気密な金属−セラミック接続の応用
US11154945B2 (en) 2016-03-23 2021-10-26 Tdk Electronics Ag Method for producing a gas-tight metal-ceramic join and use of the gas-tight metal-ceramic join

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US4996111A (en) 1991-02-26
EP0356678A1 (de) 1990-03-07
EP0356678B1 (de) 1994-09-07
DE58908310D1 (de) 1994-10-13
KR900001624A (ko) 1990-02-27
KR970003456B1 (ko) 1997-03-18
DE3824900A1 (de) 1990-01-25

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