JPH09132473A - セラミックス用ろう材 - Google Patents
セラミックス用ろう材Info
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- JPH09132473A JPH09132473A JP31170195A JP31170195A JPH09132473A JP H09132473 A JPH09132473 A JP H09132473A JP 31170195 A JP31170195 A JP 31170195A JP 31170195 A JP31170195 A JP 31170195A JP H09132473 A JPH09132473 A JP H09132473A
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Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は従来のセラミックス用ろう材に対
し、煩雑な工程を省きかつセラミックスの熱膨張による
割れを無くしたセラミックス用ろう材を提供するもので
ある。 【解決手段】 少なくともＣｕ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｚｒの４
成分からなるセラミックス用ろう材でＴｉ２〜１０ｗｔ
％、Ｚｒ１〜８ｗｔ％含有し、残成分としてＡｇ、Ｃｕ
を含むことを特徴とする。前記構成に示す範囲の組成の
ろう材により、メタライジング工程を省いた、セラミッ
クスに割れの無い接合を行う事が出来る。
し、煩雑な工程を省きかつセラミックスの熱膨張による
割れを無くしたセラミックス用ろう材を提供するもので
ある。 【解決手段】 少なくともＣｕ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｚｒの４
成分からなるセラミックス用ろう材でＴｉ２〜１０ｗｔ
％、Ｚｒ１〜８ｗｔ％含有し、残成分としてＡｇ、Ｃｕ
を含むことを特徴とする。前記構成に示す範囲の組成の
ろう材により、メタライジング工程を省いた、セラミッ
クスに割れの無い接合を行う事が出来る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はセラミックスとセラ
ミックス、セラミックスと金属等を接合するのに適した
セラミック用ろう材に関する。
ミックス、セラミックスと金属等を接合するのに適した
セラミック用ろう材に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年セラミックス技術が大幅な進歩を遂
げ、セラミックス材料を使用したいろいろな製品が出現
するに到っている。しかしながらセラミックス単体で製
品が完成すれば何等問題がないが、セラミックスに同じ
セラミックスをろうづけ接合して完成品としたり、セラ
ミックスに金属をろうづけ接合して完成品としたりする
事が多くなってきた。ところがセラミックスは熱膨張係
数が金属に比較して小さく、金属とろう付けした際に膨
張係数の違いによって発生する熱応力のためセラミック
スにクラックを生じたりする事が多い。
げ、セラミックス材料を使用したいろいろな製品が出現
するに到っている。しかしながらセラミックス単体で製
品が完成すれば何等問題がないが、セラミックスに同じ
セラミックスをろうづけ接合して完成品としたり、セラ
ミックスに金属をろうづけ接合して完成品としたりする
事が多くなってきた。ところがセラミックスは熱膨張係
数が金属に比較して小さく、金属とろう付けした際に膨
張係数の違いによって発生する熱応力のためセラミック
スにクラックを生じたりする事が多い。
【０００３】従来、上述したような一方がセラミックス
より成る材料の接合方法には、高融点金属法、活性金属
法、酸化物ソルダー法などが使用されていた。このうち
高融点金属法とは、セラミックスの上にＭｏ−Ｍｎの金
属膜を塗布焼成し、つまりセラミックス表面をあらかじ
めメタライジングして金属皮膜を形成しておくことで、
その後Ａｇ−Ｃｕ共晶ろうを用いて接合する方法であ
る。また、酸化物ソルダー法とは、酸化物の各種混合物
をインサート剤として接合したい材料の間にはさみ、不
活性ガス雰囲気、還元性ガス雰囲気、真空中等で加熱処
理して接合する方法である。
より成る材料の接合方法には、高融点金属法、活性金属
法、酸化物ソルダー法などが使用されていた。このうち
高融点金属法とは、セラミックスの上にＭｏ−Ｍｎの金
属膜を塗布焼成し、つまりセラミックス表面をあらかじ
めメタライジングして金属皮膜を形成しておくことで、
その後Ａｇ−Ｃｕ共晶ろうを用いて接合する方法であ
る。また、酸化物ソルダー法とは、酸化物の各種混合物
をインサート剤として接合したい材料の間にはさみ、不
活性ガス雰囲気、還元性ガス雰囲気、真空中等で加熱処
理して接合する方法である。
【０００４】活性金属法は、酸素に対して活性な（Ｔ
ｉ、Ｚｒなど）高融点金属とセラミックスの反応を利用
して接合を行うものである。この活性金属法による従来
方法の接合を表１により説明する。尚試料としては、セ
ラミックス板として縦１５ｍｍ×横１５ｍｍ×厚さ０．
５５ｍｍのＡｌ2 Ｏ3 （以下試料１という）を用い、金
属板として縦１５ｍｍ×横１５ｍｍ×厚さ０．５ｍｍの
ＳＵＳ３０４（以下試料２という）を使用した。
ｉ、Ｚｒなど）高融点金属とセラミックスの反応を利用
して接合を行うものである。この活性金属法による従来
方法の接合を表１により説明する。尚試料としては、セ
ラミックス板として縦１５ｍｍ×横１５ｍｍ×厚さ０．
５５ｍｍのＡｌ2 Ｏ3 （以下試料１という）を用い、金
属板として縦１５ｍｍ×横１５ｍｍ×厚さ０．５ｍｍの
ＳＵＳ３０４（以下試料２という）を使用した。
【０００５】
【表１】
【０００６】（従来例１）従来例１に示すように、Ａｇ
７０、Ｃｕ２８、Ｔｉ２（単位ｗｔ％）のろう材を試料
１と試料２の間に挟み、真空中９５０℃の温度で接合し
たところ、セラミックスにクラックが入り使用不能の状
態となった。
７０、Ｃｕ２８、Ｔｉ２（単位ｗｔ％）のろう材を試料
１と試料２の間に挟み、真空中９５０℃の温度で接合し
たところ、セラミックスにクラックが入り使用不能の状
態となった。
【０００７】（従来例２）従来例２に示すように、Ａｇ
７０、Ｃｕ２５、Ｔｉ３、Ｉｎ２（単位ｗｔ％）のろう
材を試料１と試料２の間に挟み、同様に真空中９５０℃
の温度で接合したところ、セラミックスにクラックが入
り使用不能の状態となった。
７０、Ｃｕ２５、Ｔｉ３、Ｉｎ２（単位ｗｔ％）のろう
材を試料１と試料２の間に挟み、同様に真空中９５０℃
の温度で接合したところ、セラミックスにクラックが入
り使用不能の状態となった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】高融点金属法は接合の
前にメタライジング工程があるため、工程が煩雑とな
り、コストが高くなる欠点を有する。また、酸化物ソル
ダー法は低融点のものと高融点のものがあるが、低融点
は３００〜４００℃の作業温度で接合部分の耐熱温度が
低くなり、逆に高融点は１２００〜２０００℃と作業温
度が高くなりすぎてエネルギーコストが上昇してしまう
欠点がある。
前にメタライジング工程があるため、工程が煩雑とな
り、コストが高くなる欠点を有する。また、酸化物ソル
ダー法は低融点のものと高融点のものがあるが、低融点
は３００〜４００℃の作業温度で接合部分の耐熱温度が
低くなり、逆に高融点は１２００〜２０００℃と作業温
度が高くなりすぎてエネルギーコストが上昇してしまう
欠点がある。
【０００９】更に、活性金属法はＡｇ−Ｃｕ−Ｔｉ、Ａ
ｇ−Ｃｕ、等のろう材があり、広く使用されている。こ
の方法はメタライジング無しに直接金属−セラミック
ス、またはセラミックス−セラミックスを接合する事が
出来るが、熱膨張係数の違いから生じる熱応力が発生し
てしまう。このため、表１に示すように薄い非接合材を
含む異質の材料を接合する場合において、特に厚さ１ｍ
ｍ以下のセラミックスではクラックが発生し接合するこ
とが困難であった。
ｇ−Ｃｕ、等のろう材があり、広く使用されている。こ
の方法はメタライジング無しに直接金属−セラミック
ス、またはセラミックス−セラミックスを接合する事が
出来るが、熱膨張係数の違いから生じる熱応力が発生し
てしまう。このため、表１に示すように薄い非接合材を
含む異質の材料を接合する場合において、特に厚さ１ｍ
ｍ以下のセラミックスではクラックが発生し接合するこ
とが困難であった。
【００１０】本発明は、上記実状に鑑みなされたもの
で、本発明の目的は前述の活性金属法を応用し、セラミ
ックスにメタライジング無しに、かつセラミックスの割
れを発生させず、一方がセラミックス材料からなる接合
を行うセラミックス用ろう材を提供するものである。
で、本発明の目的は前述の活性金属法を応用し、セラミ
ックスにメタライジング無しに、かつセラミックスの割
れを発生させず、一方がセラミックス材料からなる接合
を行うセラミックス用ろう材を提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明の要旨は、少なくともＣｕ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｚ
ｒの４成分からなるセラミックス用ろう材であり、Ｔｉ
２〜１０ｗｔ％、Ｚｒ１〜８ｗｔ％含有することを特徴
とするものである。
めに本発明の要旨は、少なくともＣｕ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｚ
ｒの４成分からなるセラミックス用ろう材であり、Ｔｉ
２〜１０ｗｔ％、Ｚｒ１〜８ｗｔ％含有することを特徴
とするものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて説明する。本発明によるセラミックス用ろう材はＣ
ｕ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｚｒの４つの成分から構成されてい
て、このうちＴｉは２〜１０ｗｔ％、Ｚｒ１〜８ｗｔ％
を含有し、残余成分としてＣｕ、Ａｇを含んでいる。
いて説明する。本発明によるセラミックス用ろう材はＣ
ｕ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｚｒの４つの成分から構成されてい
て、このうちＴｉは２〜１０ｗｔ％、Ｚｒ１〜８ｗｔ％
を含有し、残余成分としてＣｕ、Ａｇを含んでいる。
【００１３】Ｔｉ２〜１０ｗｔ％にした理由は、２ｗｔ
％以下ではろう材がセラミックスと反応が進行せず１０
ｗｔ％以上ではセラミックスと反応しなかったＴｉが堅
くて脆い合金を生成し、接合強度の低下の原因と成るか
らである。
％以下ではろう材がセラミックスと反応が進行せず１０
ｗｔ％以上ではセラミックスと反応しなかったＴｉが堅
くて脆い合金を生成し、接合強度の低下の原因と成るか
らである。
【００１４】一方、ＺｒをＺｒ１〜８ｗｔ％にした理由
は、１ｗｔ％以下だとろう材のセラミックスに対する濡
れが悪くなるからであり、８ｗｔ％以上だとＴｉと同様
に堅くて脆い合金を生成して接合強度の低下を招くから
である。
は、１ｗｔ％以下だとろう材のセラミックスに対する濡
れが悪くなるからであり、８ｗｔ％以上だとＴｉと同様
に堅くて脆い合金を生成して接合強度の低下を招くから
である。
【００１５】（実施例）以下に、上記数値の理由を証明
するために表２を用いて本発明の実施例を説する。試料
については、試料１と試料２は従来例と同じものを用
い、試料３としてセラミックス板の縦１５ｍｍ×横１５
ｍｍ×厚さ０．５５ｍｍのＺｒＯ2 （以下試料３とい
う）を使用した。
するために表２を用いて本発明の実施例を説する。試料
については、試料１と試料２は従来例と同じものを用
い、試料３としてセラミックス板の縦１５ｍｍ×横１５
ｍｍ×厚さ０．５５ｍｍのＺｒＯ2 （以下試料３とい
う）を使用した。
【００１６】
【表２】
【００１７】（実施例１）表２の実施例１に示すよう
に、Ａｇ７０、Ｃｕ２５、Ｔｉ２、Ｚｒ１（単位ｗｔ
％）のろう材を試料１と試料２の間に挟み、真空中９５
０℃の温度で接合したところ、セラミックスにクラック
は見られず、使用可能であった。
に、Ａｇ７０、Ｃｕ２５、Ｔｉ２、Ｚｒ１（単位ｗｔ
％）のろう材を試料１と試料２の間に挟み、真空中９５
０℃の温度で接合したところ、セラミックスにクラック
は見られず、使用可能であった。
【００１８】（実施例２）表２の実施例２に示すよう
に、Ａｇ３６、Ｃｕ５３、Ｔｉ６、Ｚｒ５（単位ｗｔ
％）のろう材を試料１と試料２の間に挟み、真空中９５
０℃の温度で接合したところ、セラミックスにクラック
は見られず、使用可能であった。
に、Ａｇ３６、Ｃｕ５３、Ｔｉ６、Ｚｒ５（単位ｗｔ
％）のろう材を試料１と試料２の間に挟み、真空中９５
０℃の温度で接合したところ、セラミックスにクラック
は見られず、使用可能であった。
【００１９】（実施例３）表２の実施例３に示すよう
に、Ａｇ４９、Ｃｕ３５、Ｔｉ９、Ｚｒ７（単位ｗｔ
％）のろう材を試料１と試料２の間に挟み、真空中９５
０℃の温度で接合したところ、セラミックスにクラック
は見られず、使用可能であった。
に、Ａｇ４９、Ｃｕ３５、Ｔｉ９、Ｚｒ７（単位ｗｔ
％）のろう材を試料１と試料２の間に挟み、真空中９５
０℃の温度で接合したところ、セラミックスにクラック
は見られず、使用可能であった。
【００２０】（実施例４）表２の実施例４に示すよう
に、Ａｇ４７、Ｃｕ３５、Ｔｉ１０、Ｚｒ８（単位ｗｔ
％）のろう材を試料１と試料２の間に挟み、真空中９５
０℃の温度で接合したところ、セラミックスにクラック
は見られず、使用可能であった。
に、Ａｇ４７、Ｃｕ３５、Ｔｉ１０、Ｚｒ８（単位ｗｔ
％）のろう材を試料１と試料２の間に挟み、真空中９５
０℃の温度で接合したところ、セラミックスにクラック
は見られず、使用可能であった。
【００２１】（実施例５）表２の実施例５に示すよう
に、Ａｇ４１、Ｃｕ５４、Ｔｉ３、Ｚｒ２（単位ｗｔ
％）のろう材を試料２と試料３の間に挟み、真空中９５
０℃の温度で接合したところ、セラミックスにクラック
は見られず、使用可能であった。
に、Ａｇ４１、Ｃｕ５４、Ｔｉ３、Ｚｒ２（単位ｗｔ
％）のろう材を試料２と試料３の間に挟み、真空中９５
０℃の温度で接合したところ、セラミックスにクラック
は見られず、使用可能であった。
【００２２】（実施例６）表２の実施例６に示すよう
に、Ａｇ４７、Ｃｕ３５、Ｔｉ１０、Ｚｒ８（単位ｗｔ
％）のろう材を試料２と試料３の間に挟み、真空中９５
０℃の温度で接合したところ、セラミックスにクラック
は見られず、使用可能であった。
に、Ａｇ４７、Ｃｕ３５、Ｔｉ１０、Ｚｒ８（単位ｗｔ
％）のろう材を試料２と試料３の間に挟み、真空中９５
０℃の温度で接合したところ、セラミックスにクラック
は見られず、使用可能であった。
【００２３】（参考例１）表２の参考例１に示すよう
に、Ａｇ４７、Ｃｕ３５、Ｔｉ１２、Ｚｒ１０（単位ｗ
ｔ％）のろう材を試料１と試料２の間に挟み、真空中９
５０℃の温度で接合したところ、セラミックスにクラッ
クが発生し、接合強度も接合界面の破壊で０．０５ｋｇ
／ｍｍ2 と弱く使用不可能であった。
に、Ａｇ４７、Ｃｕ３５、Ｔｉ１２、Ｚｒ１０（単位ｗ
ｔ％）のろう材を試料１と試料２の間に挟み、真空中９
５０℃の温度で接合したところ、セラミックスにクラッ
クが発生し、接合強度も接合界面の破壊で０．０５ｋｇ
／ｍｍ2 と弱く使用不可能であった。
【００２４】
【発明の効果】以上記載の通り、本発明のセラミックス
用ろう材は、メタライジング工程を必要とせず、セラミ
ックスの割れが無い良好な接合を行う事が出来る。
用ろう材は、メタライジング工程を必要とせず、セラミ
ックスの割れが無い良好な接合を行う事が出来る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ２２Ｃ 5/08 Ｃ２２Ｃ 5/08 9/00 9/00
Claims (1)
- 【請求項１】 少なくともＣｕ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｚｒの４
成分から成るろう材であって、このうちＴｉを２〜１０
ｗｔ％、Ｚｒを１〜８ｗｔ％含有し、残余はＣｕとＡｇ
より構成されている事を特徴とするセラミックス用ろう
材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31170195A JPH09132473A (ja) | 1995-11-07 | 1995-11-07 | セラミックス用ろう材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31170195A JPH09132473A (ja) | 1995-11-07 | 1995-11-07 | セラミックス用ろう材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09132473A true JPH09132473A (ja) | 1997-05-20 |
Family
ID=18020435
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31170195A Pending JPH09132473A (ja) | 1995-11-07 | 1995-11-07 | セラミックス用ろう材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09132473A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011051015A (ja) * | 2009-06-15 | 2011-03-17 | Schneider Electric Industries Sas | 反応性ろう付によるアセンブリ方法及びこの方法を用いて構成した真空カートリッジ |
| CN102699567A (zh) * | 2012-06-14 | 2012-10-03 | 中南大学 | 一种含锆的铜银钛钎料合金 |
| WO2018221493A1 (ja) * | 2017-05-30 | 2018-12-06 | デンカ株式会社 | セラミックス回路基板及びそれを用いたモジュール |
-
1995
- 1995-11-07 JP JP31170195A patent/JPH09132473A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011051015A (ja) * | 2009-06-15 | 2011-03-17 | Schneider Electric Industries Sas | 反応性ろう付によるアセンブリ方法及びこの方法を用いて構成した真空カートリッジ |
| CN102699567A (zh) * | 2012-06-14 | 2012-10-03 | 中南大学 | 一种含锆的铜银钛钎料合金 |
| WO2018221493A1 (ja) * | 2017-05-30 | 2018-12-06 | デンカ株式会社 | セラミックス回路基板及びそれを用いたモジュール |
| CN110709369A (zh) * | 2017-05-30 | 2020-01-17 | 电化株式会社 | 陶瓷电路基板和使用其的模块 |
| KR20200013678A (ko) * | 2017-05-30 | 2020-02-07 | 덴카 주식회사 | 세라믹스 회로 기판 및 그것을 사용한 모듈 |
| JPWO2018221493A1 (ja) * | 2017-05-30 | 2020-04-02 | デンカ株式会社 | セラミックス回路基板及びそれを用いたモジュール |
| US11570890B2 (en) | 2017-05-30 | 2023-01-31 | Denka Company Limited | Ceramic circuit board and module using same |
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