JPH0371393B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0371393B2 JPH0371393B2 JP61110368A JP11036886A JPH0371393B2 JP H0371393 B2 JPH0371393 B2 JP H0371393B2 JP 61110368 A JP61110368 A JP 61110368A JP 11036886 A JP11036886 A JP 11036886A JP H0371393 B2 JPH0371393 B2 JP H0371393B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ceramics
- copper plate
- bonded
- ceramic
- copper
- 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.)
- Expired - Lifetime
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- Ceramic Products (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、セラミツクスと銅板とを割れなどを
発生することなく接合する、セラミツクスと銅板
との接合方法に関するものである。
発生することなく接合する、セラミツクスと銅板
との接合方法に関するものである。
従来の技術
セラミツクスは、耐熱性、耐摩耗性、耐食性な
どの点で、金属より優れた構造用材料として注目
されている。しかしセラミツクスには、金属に比
べて脆く、加工性が悪いという欠点がある。その
ため、構造用材料としてセラミツクスを広範囲に
使用するには、延性、加工性の優れた金属と接合
することが必要である。セラミツクスと金属を接
合する場合、まず変形しやすく、ろう付けやはん
だ付けが容易な銅板と接合し、しかる後接合すべ
き金属と銅板とをろう付けあるいははんだ付けす
ることが多い。しかしながら、セラミツクスと銅
板とを高温で接合した場合、冷却中に大きな熱応
力が発生し、セラミツクスに割れが発生すること
がある。一方、特開昭60−200870号公報に、金属
部材のセラミツクス焼結体に接合する面に、不連
続部（スリツト）を形成して接合したセラミツク
ス−金属接合体が開示され、セラミツクスの割れ
や剥離が無いことが示されている。
どの点で、金属より優れた構造用材料として注目
されている。しかしセラミツクスには、金属に比
べて脆く、加工性が悪いという欠点がある。その
ため、構造用材料としてセラミツクスを広範囲に
使用するには、延性、加工性の優れた金属と接合
することが必要である。セラミツクスと金属を接
合する場合、まず変形しやすく、ろう付けやはん
だ付けが容易な銅板と接合し、しかる後接合すべ
き金属と銅板とをろう付けあるいははんだ付けす
ることが多い。しかしながら、セラミツクスと銅
板とを高温で接合した場合、冷却中に大きな熱応
力が発生し、セラミツクスに割れが発生すること
がある。一方、特開昭60−200870号公報に、金属
部材のセラミツクス焼結体に接合する面に、不連
続部（スリツト）を形成して接合したセラミツク
ス−金属接合体が開示され、セラミツクスの割れ
や剥離が無いことが示されている。
発明が解決しようとする問題点
上記のごとく、セラミツクスと金属とを接合す
るために、まず、セラミツクスと銅板とを高温で
接合した場合、冷却中に大きな熱応力が発生し、
比較的低強度のセラミツクスでは割れが発生する
ことがある。これは熱膨脹率が、銅は約18×
10-6／℃で、たとえばアルミナセラミツクスの約
８×10-6／℃の２倍以上と、大きいことに起因す
るものである。すなわち、セラミツクスと銅板と
を高温で接合した場合、冷却中に大きな熱応力が
発生し、その結果生じる銅板の上下面の収縮量の
差により、外周部が上方へ反ろうとし、これによ
つてアルミナセラミツクスの銅板との接合面近傍
の外周部では軸方向（厚さ方向）の引張応力が熱
反応として発生する。以上のごとく銅板は、セラ
ミツクスと比べて熱収縮率がかなり大きいため、
前記特開昭60−200870号公報で開示されたごとく
金属部材、すなわち銅板のセラミツクスに接合す
る面に不連続部を形成して接合しても、銅板の接
合面の反対面の大きな収縮により、セラミツクス
の銅板との接合面の外周部に依然として引張応力
が発生して、割れの原因となることが避けられな
い。
るために、まず、セラミツクスと銅板とを高温で
接合した場合、冷却中に大きな熱応力が発生し、
比較的低強度のセラミツクスでは割れが発生する
ことがある。これは熱膨脹率が、銅は約18×
10-6／℃で、たとえばアルミナセラミツクスの約
８×10-6／℃の２倍以上と、大きいことに起因す
るものである。すなわち、セラミツクスと銅板と
を高温で接合した場合、冷却中に大きな熱応力が
発生し、その結果生じる銅板の上下面の収縮量の
差により、外周部が上方へ反ろうとし、これによ
つてアルミナセラミツクスの銅板との接合面近傍
の外周部では軸方向（厚さ方向）の引張応力が熱
反応として発生する。以上のごとく銅板は、セラ
ミツクスと比べて熱収縮率がかなり大きいため、
前記特開昭60−200870号公報で開示されたごとく
金属部材、すなわち銅板のセラミツクスに接合す
る面に不連続部を形成して接合しても、銅板の接
合面の反対面の大きな収縮により、セラミツクス
の銅板との接合面の外周部に依然として引張応力
が発生して、割れの原因となることが避けられな
い。
本発明は、セラミツクスと銅板との接合の際、
セラミツクスにおける上記のごとき熱応力を緩和
して、セラミツクスの割れを生じることなく接合
し得る方法を提供しようとするものである。
セラミツクスにおける上記のごとき熱応力を緩和
して、セラミツクスの割れを生じることなく接合
し得る方法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
本発明のセラミツクスと銅板との接合方法は、
セラミツクスと銅板とを高温で接合する際、銅板
のセラミツクスとの接合面の反対面に、冷却時に
おける熱応力緩和用の複数条の溝を格子状に設け
ることを特徴とするものである。
セラミツクスと銅板とを高温で接合する際、銅板
のセラミツクスとの接合面の反対面に、冷却時に
おける熱応力緩和用の複数条の溝を格子状に設け
ることを特徴とするものである。
作 用
上記のごとく、銅板のセラミツクスとの接合面
の反対面に、冷却時における熱応力緩和用の複数
条の溝が格子状に設けられていることにより、高
温で接合後の冷却過程における、銅板の接合面の
反対面外周部での収縮による反り上がりが減少
し、セラミツクス側に発生する引張応力が小さ
く、セラミツクスの割れが生じない。
の反対面に、冷却時における熱応力緩和用の複数
条の溝が格子状に設けられていることにより、高
温で接合後の冷却過程における、銅板の接合面の
反対面外周部での収縮による反り上がりが減少
し、セラミツクス側に発生する引張応力が小さ
く、セラミツクスの割れが生じない。
実施例
直径20mm、厚さ７mmの高純度アルミナセラミツ
クス（＞98％Al2O3）１に、直径20mm、厚さ２mm
の銅板（無酸素銅）２を、片面に幅１mm、深さ
1.5mm、ピツチ３mmの熱応力緩和用の溝３を格子
状に設けて、第１図に示すごとく、溝を設けた面
の他面を接合面として積層し、アルミナセラミツ
クス１と銅板２が銅−チタン合金融液によつて接
合されるようチタン箔（99.9％Ti、厚さ20μｍ）
４を挟み、接合処理した。接合処理は、真空中で
接合面に対する外部からの加圧無しに、温度900
℃に５分間保持して行なつた。得られたアルミナ
セラミツクス−銅板接合物では、第２図に示すご
とく、アルミナセラミツクス１に割れは全く認め
られなかつた。
クス（＞98％Al2O3）１に、直径20mm、厚さ２mm
の銅板（無酸素銅）２を、片面に幅１mm、深さ
1.5mm、ピツチ３mmの熱応力緩和用の溝３を格子
状に設けて、第１図に示すごとく、溝を設けた面
の他面を接合面として積層し、アルミナセラミツ
クス１と銅板２が銅−チタン合金融液によつて接
合されるようチタン箔（99.9％Ti、厚さ20μｍ）
４を挟み、接合処理した。接合処理は、真空中で
接合面に対する外部からの加圧無しに、温度900
℃に５分間保持して行なつた。得られたアルミナ
セラミツクス−銅板接合物では、第２図に示すご
とく、アルミナセラミツクス１に割れは全く認め
られなかつた。
これに対して、比較例として上記実施例のう
ち、片面に溝を設けない銅板を用いるほかは、全
く同様に接合処理したアルミナセラミツクス１１
と銅板１２の接合物では、第３図に示すごとく、
アルミナセラミツクス１１には銅板１２との接合
面の外周部からアルミナセラミツクス１１内部に
向つて割れ１３が生じており、この割れ発生の位
置は第３図に示した高い引張りの熱応力σZの発生
する位置と対応していた。
ち、片面に溝を設けない銅板を用いるほかは、全
く同様に接合処理したアルミナセラミツクス１１
と銅板１２の接合物では、第３図に示すごとく、
アルミナセラミツクス１１には銅板１２との接合
面の外周部からアルミナセラミツクス１１内部に
向つて割れ１３が生じており、この割れ発生の位
置は第３図に示した高い引張りの熱応力σZの発生
する位置と対応していた。
上記のごとく、銅板のセラミツクスとの接合面
の反対面に、冷却時における熱応力緩和用の溝を
設けて接合することにより、セラミツクスに割れ
が発生しないが、銅板に設ける溝は、銅板の大き
さ、厚さにもよるが、幅0.5〜２mm、深さ0.5〜２
mm、ピツチ１〜５mmが好ましい。
の反対面に、冷却時における熱応力緩和用の溝を
設けて接合することにより、セラミツクスに割れ
が発生しないが、銅板に設ける溝は、銅板の大き
さ、厚さにもよるが、幅0.5〜２mm、深さ0.5〜２
mm、ピツチ１〜５mmが好ましい。
発明の効果
本発明によれば、セラミツクスと銅板とを、セ
ラミツクスに割れを生じることなく接合すること
ができる。得られたセラミツクス−銅板接合物
は、銅板面を鋼等の他の金属とろう付け、はんだ
付け等して接合すればよく、セラミツクスと鋼等
の金属との強固な接合を容易に行なうことができ
る。また、銅板に設けられる溝は格子状であるた
め、セラミツクスが平板であつても、問題なく接
合することができる。
ラミツクスに割れを生じることなく接合すること
ができる。得られたセラミツクス−銅板接合物
は、銅板面を鋼等の他の金属とろう付け、はんだ
付け等して接合すればよく、セラミツクスと鋼等
の金属との強固な接合を容易に行なうことができ
る。また、銅板に設けられる溝は格子状であるた
め、セラミツクスが平板であつても、問題なく接
合することができる。
第１図Ａは本発明の実施例における接合処理前
の積層物の側面図、Ｂは同平面図、第２図は本発
明の実施例により得られた接合物の縦断面図、第
３図は従来の方法により接合したアルミナセラミ
ツクス−銅板接合物の縦断面図である。 １……アルミナセラミツクス、２……銅板、３
……溝。
の積層物の側面図、Ｂは同平面図、第２図は本発
明の実施例により得られた接合物の縦断面図、第
３図は従来の方法により接合したアルミナセラミ
ツクス−銅板接合物の縦断面図である。 １……アルミナセラミツクス、２……銅板、３
……溝。
Claims (1)
- １ セラミツクスと銅板とを高温で接合する際、
銅板のセラミツクスとの接合面の反対面に、冷却
時における熱応力緩和用の複数条の溝を格子状に
設けることを特徴とするセラミツクスと銅板との
接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11036886A JPS62265187A (ja) | 1986-05-14 | 1986-05-14 | セラミックスと銅板との接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11036886A JPS62265187A (ja) | 1986-05-14 | 1986-05-14 | セラミックスと銅板との接合方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62265187A JPS62265187A (ja) | 1987-11-18 |
| JPH0371393B2 true JPH0371393B2 (ja) | 1991-11-13 |
Family
ID=14534021
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11036886A Granted JPS62265187A (ja) | 1986-05-14 | 1986-05-14 | セラミックスと銅板との接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62265187A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100361935C (zh) * | 2006-05-15 | 2008-01-16 | 西北工业大学 | 碳/碳或碳/碳化硅复合材料与耐热合金的连接方法 |
| WO2025202754A1 (ja) * | 2024-03-29 | 2025-10-02 | 日本発條株式会社 | 接合体および接合体の製造方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59152274A (ja) * | 1983-02-14 | 1984-08-30 | 日本電気株式会社 | ろう接方法 |
| JPH0218244Y2 (ja) * | 1985-10-01 | 1990-05-22 |
-
1986
- 1986-05-14 JP JP11036886A patent/JPS62265187A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62265187A (ja) | 1987-11-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |