JPH07291753A - セラミック部材と金属部材との接合方法 - Google Patents
セラミック部材と金属部材との接合方法Info
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- JPH07291753A JPH07291753A JP11371294A JP11371294A JPH07291753A JP H07291753 A JPH07291753 A JP H07291753A JP 11371294 A JP11371294 A JP 11371294A JP 11371294 A JP11371294 A JP 11371294A JP H07291753 A JPH07291753 A JP H07291753A
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Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 セラミック部材と金属部材との接合の歩留り
を高め、又接合部の厚みを薄くでき、しかもコストを低
減でき、接合作業時間を短縮できる接合方法を提供す
る。 【構成】 セラミック容器１の開口縁２上にセラミック
部材と接合し易いコーベルを使ったシールメタル３を銀
ロウ７によって接合し、その後同シールメタル３上に低
融点素材の銀ロウ薄箔４と接合させる金属キャップ５と
を積層し、同金属キャップ５の表面に電子ビーム６を照
射して下位の銀ロウ薄箔４を溶融して金属キャップ５と
シールメタル３とを一体的に連結する。
を高め、又接合部の厚みを薄くでき、しかもコストを低
減でき、接合作業時間を短縮できる接合方法を提供す
る。 【構成】 セラミック容器１の開口縁２上にセラミック
部材と接合し易いコーベルを使ったシールメタル３を銀
ロウ７によって接合し、その後同シールメタル３上に低
融点素材の銀ロウ薄箔４と接合させる金属キャップ５と
を積層し、同金属キャップ５の表面に電子ビーム６を照
射して下位の銀ロウ薄箔４を溶融して金属キャップ５と
シールメタル３とを一体的に連結する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電子ビーム又はレーザ
を使って小型のセラミック容器に金属製キャップを気密
状に接合する場合、及び広くセラミック部材と金属部材
とを接合する為の接合技術に関する。
を使って小型のセラミック容器に金属製キャップを気密
状に接合する場合、及び広くセラミック部材と金属部材
とを接合する為の接合技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のセラミック部材に金属部材を接合
する方法は、セラミック部材に金属部材を直接接合する
ことが難しいため、セラミック部材の接合面に銀ロウを
用いてコバルト・鉄・Ｎｉ合金のコバール等の金属ベー
ス材をまず接合し、その後にこの金属ベース材の上に金
属部材を置き、この金属部材に電子ビーム又はレーザを
照射して１４００℃程度加熱し、金属部材を溶融して金
属ベース材と金属部材を溶着することで、セラミック部
材と金属部材とを間接的に固着する方法が採用されてい
る。
する方法は、セラミック部材に金属部材を直接接合する
ことが難しいため、セラミック部材の接合面に銀ロウを
用いてコバルト・鉄・Ｎｉ合金のコバール等の金属ベー
ス材をまず接合し、その後にこの金属ベース材の上に金
属部材を置き、この金属部材に電子ビーム又はレーザを
照射して１４００℃程度加熱し、金属部材を溶融して金
属ベース材と金属部材を溶着することで、セラミック部
材と金属部材とを間接的に固着する方法が採用されてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来のセラミック部材
と金属部材の接合方法では、高温の融点の金属部材を直
接溶融するため、接合の歩留りが９０％程度で悪いもの
であった。本発明が解決しようとする課題は、従来のこ
の問題点を解消し、歩留りを改善できるセラミック部材
と金属部材との接合方法を提供することにある。又他の
課題は、接合部分の厚みを薄くでき且つコストを低減で
き、しかも接合作業時間を短縮できるようにすることに
ある。
と金属部材の接合方法では、高温の融点の金属部材を直
接溶融するため、接合の歩留りが９０％程度で悪いもの
であった。本発明が解決しようとする課題は、従来のこ
の問題点を解消し、歩留りを改善できるセラミック部材
と金属部材との接合方法を提供することにある。又他の
課題は、接合部分の厚みを薄くでき且つコストを低減で
き、しかも接合作業時間を短縮できるようにすることに
ある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決した本
発明の構成は、 １） セラミック部材の上にセラミック部材と接合し易
い金属ベース材をまず接合し、その後同金属ベース材上
に低融点素材と接合させる金属部材とを積層し、同金属
部材の表面に電子ビーム又はレーザを照射して下位の低
融点素材を溶融して金属部材と金属ベース材とを一体的
に連結したことを特徴とするセラミック部材と金属部材
との接合方法 ２） セラミック部材と金属ベース材とを銀ロウで接合
した前記１）記載のセラミック部材と金属部材との接合
方法 ３） 金属ベース材がコバールである前記１）又は２）
記載のセラミック部材と金属部材との接合方法 ４） セラミック部材の接合面をメタライズ加工し、そ
の上に低融点素材と金属部材とを積層し、同金属部材の
表面に電子ビーム又はレーザを照射して下位の低融点素
材を溶融して金属部材とセラミック部材とを一体的に接
合するセラミック部材と金属部材との接合方法 ５） セラミック部材がセラミック容器であり、又接合
する金属部材が同セラミック容器の蓋となる金属キャッ
プである前記１）〜３）何れか記載のセラミック部材と
金属部材との接合方法 ６） セラミック部材がセラミック容器であり、又接合
する金属部材が同セラミック容器の蓋となる金属キャッ
プである前記４）記載のセラミック部材と金属部材との
接合方法 にある。ここで、低融点素材としては銀ロウ・金錫・ハ
ンダ等の金属部材の融点より低い融点のものが使用され
る。
発明の構成は、 １） セラミック部材の上にセラミック部材と接合し易
い金属ベース材をまず接合し、その後同金属ベース材上
に低融点素材と接合させる金属部材とを積層し、同金属
部材の表面に電子ビーム又はレーザを照射して下位の低
融点素材を溶融して金属部材と金属ベース材とを一体的
に連結したことを特徴とするセラミック部材と金属部材
との接合方法 ２） セラミック部材と金属ベース材とを銀ロウで接合
した前記１）記載のセラミック部材と金属部材との接合
方法 ３） 金属ベース材がコバールである前記１）又は２）
記載のセラミック部材と金属部材との接合方法 ４） セラミック部材の接合面をメタライズ加工し、そ
の上に低融点素材と金属部材とを積層し、同金属部材の
表面に電子ビーム又はレーザを照射して下位の低融点素
材を溶融して金属部材とセラミック部材とを一体的に接
合するセラミック部材と金属部材との接合方法 ５） セラミック部材がセラミック容器であり、又接合
する金属部材が同セラミック容器の蓋となる金属キャッ
プである前記１）〜３）何れか記載のセラミック部材と
金属部材との接合方法 ６） セラミック部材がセラミック容器であり、又接合
する金属部材が同セラミック容器の蓋となる金属キャッ
プである前記４）記載のセラミック部材と金属部材との
接合方法 にある。ここで、低融点素材としては銀ロウ・金錫・ハ
ンダ等の金属部材の融点より低い融点のものが使用され
る。
【０００５】
【作用】本発明では、金属部材に向けて電子ビーム又は
レーザを照射することで金属部材を局部的に高温に加熱
し、これと積層した下位の低融点素材に伝熱し、低融点
素材を溶融して金属部材とセラミック部材又は金属部材
と金属ベース材とを溶着し、セラミック部材と金属部材
とを接合する。本発明では、電子ビーム又はレーザの照
射で溶融するのは低融点素材であり、金属部材が溶融さ
れる領域は照射されるスポット表層の限定された領域の
みである。又低融点素材が充分に溶融されて拡散してよ
く金属部材とセラミック（又は金属ベース材）を溶着
し、歩留りのよい接合方法とすることができる。又低融
点素材を使用するので消費エネルギーが少なく、より速
く接合できる。
レーザを照射することで金属部材を局部的に高温に加熱
し、これと積層した下位の低融点素材に伝熱し、低融点
素材を溶融して金属部材とセラミック部材又は金属部材
と金属ベース材とを溶着し、セラミック部材と金属部材
とを接合する。本発明では、電子ビーム又はレーザの照
射で溶融するのは低融点素材であり、金属部材が溶融さ
れる領域は照射されるスポット表層の限定された領域の
みである。又低融点素材が充分に溶融されて拡散してよ
く金属部材とセラミック（又は金属ベース材）を溶着
し、歩留りのよい接合方法とすることができる。又低融
点素材を使用するので消費エネルギーが少なく、より速
く接合できる。
【０００６】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１，２に示す実施例１は、半導体パッケージの
小型のセラミック容器１の開口縁２にコバルト・鉄・Ｎ
ｉ合金であるコバールを使った金属ベース材のシールメ
タル３を銀ロウ７によってまず接合し、低融点素材とし
て７８０℃程の融点の銀ロウ薄箔４を使用し、この銀ロ
ウ薄箔４を上記シールメタル３の上に置き、その上に更
に０．１３ミリ程の薄肉コバール製金属キャップ５を置
く（図１参照）。その後、これを真空中において６０Ｋ
Ｖ加速電圧，ビーム電流１ｍＡの電子ビーム装置で溶接
速度３メートル／分でもって金属キャップ５の口縁部分
に電子ビーム６を照射する。これによって１４００℃程
の融点を有する金属キャップ５の開口縁２部分の表面部
分が溶融し、又内部に積層された銀ロウ薄箔４は伝熱に
よって加熱され、銀ロウ薄箔４はよく溶融し、金属キャ
ップ５とシールメタル３とを良好な気密状の溶着状態に
接合する（その状態を図２に示している）。この結果、
歩留りは１００％に近いものにでき、歩留りが大きく向
上させることができた。
する。図１，２に示す実施例１は、半導体パッケージの
小型のセラミック容器１の開口縁２にコバルト・鉄・Ｎ
ｉ合金であるコバールを使った金属ベース材のシールメ
タル３を銀ロウ７によってまず接合し、低融点素材とし
て７８０℃程の融点の銀ロウ薄箔４を使用し、この銀ロ
ウ薄箔４を上記シールメタル３の上に置き、その上に更
に０．１３ミリ程の薄肉コバール製金属キャップ５を置
く（図１参照）。その後、これを真空中において６０Ｋ
Ｖ加速電圧，ビーム電流１ｍＡの電子ビーム装置で溶接
速度３メートル／分でもって金属キャップ５の口縁部分
に電子ビーム６を照射する。これによって１４００℃程
の融点を有する金属キャップ５の開口縁２部分の表面部
分が溶融し、又内部に積層された銀ロウ薄箔４は伝熱に
よって加熱され、銀ロウ薄箔４はよく溶融し、金属キャ
ップ５とシールメタル３とを良好な気密状の溶着状態に
接合する（その状態を図２に示している）。この結果、
歩留りは１００％に近いものにでき、歩留りが大きく向
上させることができた。
【０００７】図３，４に示す実施例２は、実施例１と同
じ半導体パッケージの小型セラミック容器１の開口縁２
をメタライズ加工し、そのメタライズ加工された開口縁
に低融点素材の７８０℃程の融点の銀ロウ薄箔４を置
き、この銀ロウ薄箔４の上に０．１３ミリ程の薄肉のコ
バール製の金属キャップ５を置く。これを真空中で６０
ＫＶ加速電圧，ビーム電流１ｍＡの電子ビーム装置で溶
接速度３メートル／分程の速度でもって、金属キャップ
５の口縁部分を照射する。これによって、金属キャップ
５の表面の一部のみが溶融するとともに、銀ロウ薄箔４
が溶融してセラミック容器１の開口縁２に直接金属キャ
ップ５が気密状に溶着してシールされる（図４参照）。
この実施例２では、金属キャップ５が溶融するのは、照
射された表面側の一部のみであり、実施例１の如く厚み
方向が全て溶融しない。従って、実施例２では歩留りが
よい上に、シールメタル３が不要な分だけ安価に製作で
きるとともに、接合部の厚み（半導体パッケージの厚
み）が薄くできる。又照射エネルギーは低いもので済む
とともに接合速度をより速くできる。
じ半導体パッケージの小型セラミック容器１の開口縁２
をメタライズ加工し、そのメタライズ加工された開口縁
に低融点素材の７８０℃程の融点の銀ロウ薄箔４を置
き、この銀ロウ薄箔４の上に０．１３ミリ程の薄肉のコ
バール製の金属キャップ５を置く。これを真空中で６０
ＫＶ加速電圧，ビーム電流１ｍＡの電子ビーム装置で溶
接速度３メートル／分程の速度でもって、金属キャップ
５の口縁部分を照射する。これによって、金属キャップ
５の表面の一部のみが溶融するとともに、銀ロウ薄箔４
が溶融してセラミック容器１の開口縁２に直接金属キャ
ップ５が気密状に溶着してシールされる（図４参照）。
この実施例２では、金属キャップ５が溶融するのは、照
射された表面側の一部のみであり、実施例１の如く厚み
方向が全て溶融しない。従って、実施例２では歩留りが
よい上に、シールメタル３が不要な分だけ安価に製作で
きるとともに、接合部の厚み（半導体パッケージの厚
み）が薄くできる。又照射エネルギーは低いもので済む
とともに接合速度をより速くできる。
【０００８】
【発明の効果】以上の様に、本発明によれば、電子ビー
ム又はレーザを照射する金属部材の下に低融点素材を介
在させ、照射エネルギーで下方の低融点素材を溶融させ
て接合させる方法であるので、接合状態が良好で気密性
・シール性がよく、製品の歩留りが向上する。又低いエ
ネルギーで済むので接合処理速度を高めることができ
る。更に、金属ベース材を使わない発明では、金属ベー
ス材の使用と金属ベース材の接合がないだけコストを安
くでき、しかも製品の厚みを薄くできる。
ム又はレーザを照射する金属部材の下に低融点素材を介
在させ、照射エネルギーで下方の低融点素材を溶融させ
て接合させる方法であるので、接合状態が良好で気密性
・シール性がよく、製品の歩留りが向上する。又低いエ
ネルギーで済むので接合処理速度を高めることができ
る。更に、金属ベース材を使わない発明では、金属ベー
ス材の使用と金属ベース材の接合がないだけコストを安
くでき、しかも製品の厚みを薄くできる。
【図１】本発明の実施例１の半導体パッケージを示す縦
断面図である。
断面図である。
【図２】実施例１の電子ビーム照射後の接合部の状態を
示す拡大縦断面図である。
示す拡大縦断面図である。
【図３】実施例２の電子ビーム照射前の接合部を示す拡
大縦断面図である。
大縦断面図である。
【図４】実施例２の電子ビーム照射後の接合部の状態を
示す拡大縦断面図である。
示す拡大縦断面図である。
１ セラミック容器 ２ 開口縁 ３ シールメタル ４ 銀ロウ薄箔 ５ 金属キャップ ６ 電子ビーム ７ 銀ロウ
Claims (6)
- 【請求項１】 セラミック部材の上にセラミック部材と
接合し易い金属ベース材をまず接合し、その後同金属ベ
ース材上に低融点素材と接合させる金属部材とを積層
し、同金属部材の表面に電子ビーム又はレーザを照射し
て下位の低融点素材を溶融して金属部材と金属ベース材
とを一体的に連結したことを特徴とするセラミック部材
と金属部材との接合方法。 - 【請求項２】 セラミック部材と金属ベース材とを銀ロ
ウで接合した請求項１記載のセラミック部材と金属部材
との接合方法。 - 【請求項３】 金属ベース材がコバールである請求項１
又は２記載のセラミック部材と金属部材との接合方法。 - 【請求項４】 セラミック部材の接合面をメタライズ加
工し、その上に低融点素材と金属部材とを積層し、同金
属部材の表面に電子ビーム又はレーザを照射して下位の
低融点素材を溶融して金属部材とセラミック部材とを一
体的に接合するセラミック部材と金属部材との接合方
法。 - 【請求項５】 セラミック部材がセラミック容器であ
り、又接合する金属部材が同セラミック容器の蓋となる
金属キャップである請求項１〜３何れか記載のセラミッ
ク部材と金属部材との接合方法。 - 【請求項６】 セラミック部材がセラミック容器であ
り、又接合する金属部材が同セラミック容器の蓋となる
金属キャップである請求項４記載のセラミック部材と金
属部材との接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11371294A JPH07291753A (ja) | 1994-04-27 | 1994-04-27 | セラミック部材と金属部材との接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11371294A JPH07291753A (ja) | 1994-04-27 | 1994-04-27 | セラミック部材と金属部材との接合方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07291753A true JPH07291753A (ja) | 1995-11-07 |
Family
ID=14619251
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11371294A Pending JPH07291753A (ja) | 1994-04-27 | 1994-04-27 | セラミック部材と金属部材との接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07291753A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EA035216B1 (ru) * | 2019-03-26 | 2020-05-18 | Ольга Евгеньевна Квашенкина | Способ соединения пьезокерамических материалов с различными материалами |
-
1994
- 1994-04-27 JP JP11371294A patent/JPH07291753A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EA035216B1 (ru) * | 2019-03-26 | 2020-05-18 | Ольга Евгеньевна Квашенкина | Способ соединения пьезокерамических материалов с различными материалами |
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