JPH05862A - 窒化物系セラミツク体のメタライズ組成物 - Google Patents

窒化物系セラミツク体のメタライズ組成物

Info

Publication number
JPH05862A
JPH05862A JP21374791A JP21374791A JPH05862A JP H05862 A JPH05862 A JP H05862A JP 21374791 A JP21374791 A JP 21374791A JP 21374791 A JP21374791 A JP 21374791A JP H05862 A JPH05862 A JP H05862A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
nitride
ceramic body
metallized
metallized layer
composition
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
Application number
JP21374791A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenichi Shimizu
憲一 清水
Satoshi Tanaka
智 田中
Yoichi Hagiwara
洋一 萩原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
Priority to JP21374791A priority Critical patent/JPH05862A/ja
Publication of JPH05862A publication Critical patent/JPH05862A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Ceramic Products (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】窒化物系セラミック体とメタライズ層との高い
接合強度を保証することができる窒化物系セラミック体
のメタライズ組成物を提供することを目的とする。 【構成】窒化物系セラミック体1(例えばSi3 4
AlN)に、メタライズ層2やこのメタライズ層2を介
して金属部材3を接合するに際し、前記メタライズ層2
を形成するメタライズ組成物を、高融点金属であるW,
Mo及びMnから選ばれる少なくとも一種と、AlNと
を含有して構成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば、窒化物系セラ
ミック体と金属部材とを接合したり、窒化物系セラミッ
ク体に導体を形成するための窒化物系セラミック体のメ
タライズ組成物に関する。
【0002】
【従来技術】従来、例えば、セラミック体と金属部材と
を接合したり、窒化物系セラミック体に導体を形成する
場合は、セラミック体の表面をメタライズすることによ
り行なわれている。
【0003】このようなメタライズ法としては、例え
ば、Al2 3 等の酸化物系セラミックについては、従
来、蒸着法を用いて金属を高真空中で活性な超微粒子状
にしてセラミック体表面に物理的に被着させる方法、あ
るいは例えばMo粉末とMn粉末を含むメタライズ組成
物を適当な粘結剤と溶剤とからなるバイダーを用いてペ
ースト状となし、これをセラミック体の表面に塗布した
後、水蒸気を含む弱酸性の水素雰囲気或いは水素と窒素
の混合雰囲気中で焼成してメタライズ層を形成する方法
が採用されている。
【0004】ところで、セラミック材料とメタライズ層
や金属部材との接合は両材料の複合的工業技術にとって
極めて重要な役割をなし、とりわけ高温特性及び強度の
優れたSi3 4 (窒化ケイ素),AlN(窒化アルミ
ニウム)等の窒化物を焼結した窒化物系セラミック体の
応用分野が拡大されている現今、窒化物系セラミック体
とメタライズ層や金属部材との接合技術には関心が寄せ
られている。
【0005】
【発明が解決しようとする問題点】しかしながら、Al
2 3 等の酸化物系セラミックに使用されるメタライズ
組成物を窒化物系セラミック体に適用しても、窒化物系
セラミック体とメタライズ層との接合強度が小さく、実
用的な接合強度を得ることができないという問題があっ
た。
【0006】
【問題点を解決するための手段】本発明者等は上記現状
に鑑み、窒化物系セラミック体へのメタライズ層の接合
を種々研究,実験した結果、高融点金属とAlNを含有
するメタライズ組成物を使用すると、高い接合強度が得
られることを知悉し、本発明の完成に至ったのである。
即ち、本発明は、高融点金属であるW,Mo及びMnか
ら選ばれる少なくとも一種と、AlNとを含有すること
を特徴とする窒化物系セラミック体のメタライズ組成物
にある。
【0007】本発明のメタライズ組成物により形成され
たメタライズ層の上には常法に従ってメッキ等を施した
後、接合すべき金属部材をロー付けして構造材として利
用したり、電気的良導体金属をメッキしてプリント基板
などの導体配線を形成して電気的材料に応用したり、さ
らに、メタライズ層自体を導体としたり等、その応用範
囲は広い。望ましい実施例に於いて、本発明のメタライ
ズ組成物により形成されたメタライズ層と窒化物系セラ
ミック体との剥離強度は75Mpa(メガ・パスカル)
以上に及んでいる。
【0008】以下に本発明の構成を詳述する。本発明の
メタライズ組成物、即ち、高融点金属であるW,Mo及
びMnから選ばれる少なくとも一種と酸窒化物ガラスを
構成するAlNとを含有するメタライズ組成物は、塗布
もしくはプリントにより窒化物系セラミック体上に定着
して使用される。窒化物系セラミック体としてはSi3
4 (窒化ケイ素),AlN(窒化アルミニウム)焼結
体が挙げられ、これらは工業的に焼結する場合、焼結助
剤として周期律表第2a,3a族元素,Al及びSiな
どの酸化物及びAlNの単独もしくは組み合わせをそれ
ぞれ助剤としての使用量(約10重量%)含んで良好な
焼結を保証するものであるが、これら焼結助剤は焼結に
よって粒間相は通常酸窒化物ガラス或いはこのガラスか
ら結晶化した酸窒化物結晶相から構成されている。
【0009】そして、ここで使用する酸窒化物ガラスと
は、上記の窒化物系セラミック体中の粒間相を構成して
いる酸窒化物ガラスおよび窒化物と化学的に類似するも
のであれば特に組成に限定を設ける必要がなく、後記の
MgO,AlN,Y2 3 ,SiO2 等は一例にすぎな
いものであり、少なくともAlNを含有していれば良
い。この酸窒化物ガラスは焼付け温度で流動性のあるも
のが、塗布,プリントのような簡単な定着手法を採択で
きる上で至適である。さらに、この酸窒化物ガラスは結
晶質を全く含まない純粋なガラスである必要はなく、多
少の結晶質を含んでいても、いわゆる“フリット”状に
して使用できるものであれば、結晶質を含んでいても何
ら差し支えないものである。
【0010】他方、高融点金属粉末はW,Mo及びMn
から選ばれる少なくとも一種であり、これらは基本的に
は焼付温度で溶融,気化等が起こらない金属の粉末で、
焼結した場合、金属,そのケイ化物,炭化物或いはそれ
らの混合物として存在するものである。酸窒化物ガラス
との混合割合は特に制限的なものは不要であるが、通常
ガラス粉末7〜50重量部に対し高融点金属粉末は93
〜50重量部の範囲で良い。
【0011】メタライズ組成物を窒化物系セラミック体
上に定着させる手法としては、既述のようなフリット状
のメタライズ組成物を塗布もしくは印刷によって窒化物
系セラミック体上に厚み0.01〜0.1mm程度に層
着することが最も望ましいが、この他吹付等の手法も採
用できる。層着させるメタライズ組成物を焼結するに
は、組成物の内容によっても変わるものの1000〜1
500℃の間で還元或いは中性ガス中で焼結すればよ
い。得られたメタライズ層の上には既述のように接合す
べき金属部材をロー付けして構造材としたり、Au−S
i合金のような高い導電性を有する金属をメッキし、或
いはメタライズ層自体を導体としてプリント基板のよう
な導体配線を形成し電気的材料に応用したりする。
【0012】
【作用】窒化物系セラミック体の窒化物結晶或いは粒間
相を構成している酸窒化物ガラスや酸窒化物結晶相に対
して、メタライズ組成物中のAlNが極めて大きな親和
性を発揮して窒化物系セラミック体とメタライズ層との
強い化学的接合強度を保証し、一方高融点金属粉末は高
温で焼結された場合、金属,ケイ化物,炭化物もしくは
それらの混合物としてメタライズ層内に存在し、接合す
べき金属部材との濡れ性が良好であるためメタライズ層
上に該金属部材を直接接合して高い接合強度が得られ
る。必要によりこのメタライズ層にさらに電解或いは無
電解メッキを行って、これと半田付けもしくはロー付け
によって金属部材を接合すれば接合強度はより高められ
るのでその採択が望まれる。
【0013】
【実施例】図1に本発明のメタライズ組成物を用いた接
合構造の一部縦断面斜視図を示す。図において、窒化物
系セラミック体1上の接合に必要なエリアにわたって定
着されたメタライズ組成物は焼結によってメタライズ層
2を形成しており、このメタライズ層2上に一例とし
て、コバー金属(KOVAR)よりなる金属部材3を銀
ロー4(BAg−8)を介して接合してある。この銀ロ
ー4のプレージングはアンモニア分解ガスをウエットガ
ス(水蒸気を含ませたもの)の状態で導入した雰囲気下
で約850℃にて溶融させることによって実施した。
【0014】後記のロー付け後の接合強度の測定方法を
ここで図2を採って説明しておく。
【0015】テストピースSである窒化物系セラミック
体1は左右より万力8によって中央方向に圧縮力(太字
印)を付与された状態で堅固に固定されており、金属部
材3上に吊金具5をハンダ6をもって固定し、この吊金
具5の上端にプッシュプルゲージ(ゼンマイばねはか
り)7を取付ける。この状態で吊金具5を30mm/分
の早さで上方に引き上げ、メタライズ層2が窒化物系セ
ラミック体1より剥離した瞬間の強度をゲージ7で読み
取る。
【0016】次に本発明の具体的実施例について説明す
る。
【0017】(実施例1) (a) 窒化物系セラミック体:MgO 3重量%、A
2 3 7重量%を焼結助剤として含むSi3 4
ラミック材料をN2 雰囲気1650℃において焼成し、
接合面を250番ダイアモンドホイールで研磨してテス
トピースを作成した。
【0018】(b) 酸窒化物ガラス:MgO 18重
量%、AlN 20重量%、SiO2 62重量%を混合
調製し、六方晶BNをコーティングしたSiCルツボ中
にて1500℃で3時間加熱しN2 ガスを送りながらル
ツボ中で放冷した。得られたMg−Al−Si−O−N
系のガラスからはX線回折の結果、Si2 2 O等各種
SIALONとみられる微弱な回折線が認められた。こ
うして得たカレットを乳鉢中で粗粉砕した後、振動ミル
により325メッシュ以下の粒径に調製した。
【0019】(c) 高融点金属粉末:純度99%,平
均粒径3μmのW粉末を用意した。
【0020】(d) 定着及び焼結 :上記のような準
備された酸窒化物ガラスとW粉末とを混合してペースト
とした後、このペーストを窒化物系セラミック体上に厚
み20μm、4mm2 の面積にわたって塗布し、N2
囲気中において1350℃で1時間焼成してメタライズ
層を得た。
【0021】(e) 接合:上記メタライズ層にNi無
電解メッキを施し、剥離強度テストのための吊金具をハ
ンダ付けしてメタライズ層と窒化物系セラミック体との
剥離強度測定を実施した。テストは20個のテストピー
スにつき行い平均強度が80MPa、ばらつきはδn-1
=5MPaであった。
【0022】(実施例2〜6) (実施例1)のSi3 4 セラミック体および(実施例
2)のAlNセラミック体のそれぞれについて焼結助
剤,高融点金属粉末をそれぞれ代えて実施したものを
(実施例3〜6)に示し、(実施例1〜6)の内容を表
1,表2にまとめて表示した。
【0023】
【表1】
【0024】
【表2】
【0025】表2から判明するように、Si3 4 及び
AlN両窒化物系セラミック体に対するメタライズ強度
が概ね70〜80MPaという極めて高い値を、ロー付
け後の強度も約60〜75MPaとかなりの高い値を示
して、本発明の有効性がここに確認された。
【0026】
【発明の効果】本発明の窒化物系セラミック体のメタラ
イズ組成物では、高融点金属であるW,Mo及びMnか
ら選ばれる少なくとも一種と、AlNとを含有している
ので、窒化物系セラミック体とメタライズ層との高い接
合強度を保証することができるという優れた効果を発揮
し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のメタライズ組成物を用いた接合構造の
一部縦断面斜視図である。
【図2】メタライズ層の上に金属部材をロー付けをした
場合の強度測定テストの概略を示す説明図である。
【符号の説明】
1 窒化物系セラミック体 2 メタライズ層 3 金属部材

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】高融点金属であるW,Mo及びMnから選
    ばれる少なくとも一種と、AlNとを含有する窒化物系
    セラミック体のメタライズ組成物。
JP21374791A 1991-08-26 1991-08-26 窒化物系セラミツク体のメタライズ組成物 Pending JPH05862A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21374791A JPH05862A (ja) 1991-08-26 1991-08-26 窒化物系セラミツク体のメタライズ組成物

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21374791A JPH05862A (ja) 1991-08-26 1991-08-26 窒化物系セラミツク体のメタライズ組成物

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59254538A Division JPH0679988B2 (ja) 1984-11-30 1984-11-30 窒化物セラミツク体へのメタライズ方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05862A true JPH05862A (ja) 1993-01-08

Family

ID=16644353

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP21374791A Pending JPH05862A (ja) 1991-08-26 1991-08-26 窒化物系セラミツク体のメタライズ組成物

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH05862A (ja)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5551774A (en) * 1978-10-06 1980-04-15 Kyoto Ceramic Composition and method for metallizing nonnoxide ceramic body

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5551774A (en) * 1978-10-06 1980-04-15 Kyoto Ceramic Composition and method for metallizing nonnoxide ceramic body

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0679988B2 (ja) 窒化物セラミツク体へのメタライズ方法
JPS6077186A (ja) 金属化表面を有するセラミツクス焼結体
JPS61281089A (ja) 窒化アルミニウム製基材の表面構造
JPH0243700B2 (ja)
JPH075408B2 (ja) セラミックスのメタライズ組成物、メタライズ方法及びメタライズ製品
JPS61291480A (ja) 窒化アルミニウム製基材の表面処理組成物
JPH05862A (ja) 窒化物系セラミツク体のメタライズ組成物
JPH05860A (ja) メタライズ構造
JPH05861A (ja) 窒化物系セラミツク体のメタライズ組成物
JPH05863A (ja) 接合構造
JP2784540B2 (ja) メタライズ用組成物
JP2001339155A (ja) セラミック回路基板
JPS6272585A (ja) メタライズ用組成物
JP2670627B2 (ja) メタライズドアルミナセラミックス
JPH0678196B2 (ja) メタライズ用組成物
JPH04949B2 (ja)
JP2826840B2 (ja) セラミック体と金属部材の接合方法
JPH0723267B2 (ja) メタライズ用組成物
JP2941449B2 (ja) セラミック体と金属部材の接合構造
JPH04235246A (ja) セラミックスのメタライズ用合金及びメタライズ方法
JPS60145980A (ja) 金属被膜を有するセラミツクス焼結体およびその製造方法
JPS6385077A (ja) メタライズ用組成物
JPH0571198B2 (ja)
JPS6386598A (ja) 高熱伝導性回路基板の製法
JPH04349184A (ja) セラミックスのメタライズ方法及びセラミックスと金属との接合方法