JPS58145669A - セラミツクスと銅の接合方法 - Google Patents
セラミツクスと銅の接合方法Info
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- JPS58145669A JPS58145669A JP57024758A JP2475882A JPS58145669A JP S58145669 A JPS58145669 A JP S58145669A JP 57024758 A JP57024758 A JP 57024758A JP 2475882 A JP2475882 A JP 2475882A JP S58145669 A JPS58145669 A JP S58145669A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B37/00—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating
- C04B37/02—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating with metallic articles
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はセラミックスと銅の接合方法に係り、特にセラ
ミックスと銅とをろう材を用いずに容易に接合するよう
にした接合方法に関する。
ミックスと銅とをろう材を用いずに容易に接合するよう
にした接合方法に関する。
従来、セラミックスたとえばアルミナセラミックスと銅
との接合は、焼成し几セラミックスの接合面にモリブデ
ン、タングステ等を主成分とするメタライズインクを塗
布してから再焼成してメタライズ層全形成し、しかる後
にメタライズ層にろう材のぬれ性を高めるべくニッケル
メッキ等の表面処理音節し、さらにシンターリング等の
人血処理を施したセラミックスと銅と全ろう打金弁し加
熱して接合する方法がとられている。
との接合は、焼成し几セラミックスの接合面にモリブデ
ン、タングステ等を主成分とするメタライズインクを塗
布してから再焼成してメタライズ層全形成し、しかる後
にメタライズ層にろう材のぬれ性を高めるべくニッケル
メッキ等の表面処理音節し、さらにシンターリング等の
人血処理を施したセラミックスと銅と全ろう打金弁し加
熱して接合する方法がとられている。
したがって、その工程が多岐に亘り長くなるとともに、
その接合強度が塗布したメタライズインクの厚さおよび
焼成界囲気、温度および時間に左右されバラツキの多い
ものとなり、かつろう打金必要とするため高コストにな
る等の問題がある。
その接合強度が塗布したメタライズインクの厚さおよび
焼成界囲気、温度および時間に左右されバラツキの多い
ものとなり、かつろう打金必要とするため高コストにな
る等の問題がある。
本発明は、上述した問題に鑑みてなされたもので、その
目的とするところは、セラミックスと銅と全クロム酸化
物または′ｅ量のクロムを含有する銅を両者間に介挿し
、ついで所定の雰囲気、温度および時間で加熱して接合
するようにすることによって、ろう打金不要とするとと
もに、簡単な工程でかつ接合強度全高め得るようにした
セラミックスと銅の接合方法を提供するにある。以下、
図面を参照してこの発明の突施例を詳細に説明する。
目的とするところは、セラミックスと銅と全クロム酸化
物または′ｅ量のクロムを含有する銅を両者間に介挿し
、ついで所定の雰囲気、温度および時間で加熱して接合
するようにすることによって、ろう打金不要とするとと
もに、簡単な工程でかつ接合強度全高め得るようにした
セラミックスと銅の接合方法を提供するにある。以下、
図面を参照してこの発明の突施例を詳細に説明する。
本発明に係る接合方法の第１実施例は、まず銅と接合さ
れるアルミナ、ムライト、ジルコン、ステアタイト等の
セラミックスの接合面に、クロム１１００Ａ’以上の膜
厚となるように蒸着しまたはクロム全０．１μ以上の膜
厚となるようにメッキし、しかる後に１０’−’ Ｔｏ
ｒｒ以上の空気雰囲気中で１００℃以上かつ１０分以上
の加熱による酸化処理を施してクロム酸化物、たとえば
酸化クロム（ＣｒｌＯＢ ）の被膜を形成する。ついで
セラミックスのクロム酸化物の被膜に所定形状の鋼材金
型ね合せるが如くして１０’−’ Ｔｏｒｒ以下の真空
雰囲気（たとえば真空炉）中または銅？酸化させないヘ
リウム、水素等のガス雰囲気中に両者全載置し、最後に
９００℃以上の加熱温度で１０分以上継続加熱してセラ
ミックスと鋼材と全接合するとともに、両者′ｆｔＸ空
ず囲気中において徐冷（真空炉冷）または銅を酸化させ
ないガス雰囲気中において徐冷して鋼材の残留応力をそ
の塑性変形により低減せしめることによって、セラミッ
クスと銅の良好な接合が行なわれる。
れるアルミナ、ムライト、ジルコン、ステアタイト等の
セラミックスの接合面に、クロム１１００Ａ’以上の膜
厚となるように蒸着しまたはクロム全０．１μ以上の膜
厚となるようにメッキし、しかる後に１０’−’ Ｔｏ
ｒｒ以上の空気雰囲気中で１００℃以上かつ１０分以上
の加熱による酸化処理を施してクロム酸化物、たとえば
酸化クロム（ＣｒｌＯＢ ）の被膜を形成する。ついで
セラミックスのクロム酸化物の被膜に所定形状の鋼材金
型ね合せるが如くして１０’−’ Ｔｏｒｒ以下の真空
雰囲気（たとえば真空炉）中または銅？酸化させないヘ
リウム、水素等のガス雰囲気中に両者全載置し、最後に
９００℃以上の加熱温度で１０分以上継続加熱してセラ
ミックスと鋼材と全接合するとともに、両者′ｆｔＸ空
ず囲気中において徐冷（真空炉冷）または銅を酸化させ
ないガス雰囲気中において徐冷して鋼材の残留応力をそ
の塑性変形により低減せしめることによって、セラミッ
クスと銅の良好な接合が行なわれる。
上述した第１実施例の方法によって、すなわちアルミナ
セラミックスの接合面に約１μのクロム皮膜を真空蒸着
し、１０′−１〜１０’Ｔｏｒｒの空気中において約５
００℃の温度で１０分加熱した後、接合用の銅相を載置
してこの鋼材が酸化しないように１０’−’ 〜１Ｏ−
ＩＩＴｏｒｒの真空雰囲気中において１０００℃の温度
で２５分継続加熱し、しかる後に真空雰囲気中で徐冷し
て接合されたアルミナセラミックスと銅との接合部は、
第１図、第２図、第３図。
セラミックスの接合面に約１μのクロム皮膜を真空蒸着
し、１０′−１〜１０’Ｔｏｒｒの空気中において約５
００℃の温度で１０分加熱した後、接合用の銅相を載置
してこの鋼材が酸化しないように１０’−’ 〜１Ｏ−
ＩＩＴｏｒｒの真空雰囲気中において１０００℃の温度
で２５分継続加熱し、しかる後に真空雰囲気中で徐冷し
て接合されたアルミナセラミックスと銅との接合部は、
第１図、第２図、第３図。
第４図および第５図に示す拡大図（粒界図）のようにな
った。すなわち、第１図はＸ線マイクロアナライザによ
る二次電子像で、右方の黒い部分がアルミナセラミック
ス、左方のやや白い部分が銅で、両者の境界に介在され
る波形の部分がクロム酸化物である。また、第２図はク
ロムの分散状態全示すＸ線マイクロアナライザーよる特
性Ｘ線像で、中央の白い部分がクロムである。さらに、
第３図は酸素の分散状態を示すＸ線マイクロアナライザ
による特性Ｘ線像で、右方に点在する白い部分が酸素で
ある。また、第４図および第５図は、同様にアルミニウ
ムおよび銅の分散状態を示すＸ線マイクロアナライザに
よる特性Ｘ線像で、第４図における右方の白い部分がア
ルミニウム、第６図における左方の白一部分が銅である
。
った。すなわち、第１図はＸ線マイクロアナライザによ
る二次電子像で、右方の黒い部分がアルミナセラミック
ス、左方のやや白い部分が銅で、両者の境界に介在され
る波形の部分がクロム酸化物である。また、第２図はク
ロムの分散状態全示すＸ線マイクロアナライザーよる特
性Ｘ線像で、中央の白い部分がクロムである。さらに、
第３図は酸素の分散状態を示すＸ線マイクロアナライザ
による特性Ｘ線像で、右方に点在する白い部分が酸素で
ある。また、第４図および第５図は、同様にアルミニウ
ムおよび銅の分散状態を示すＸ線マイクロアナライザに
よる特性Ｘ線像で、第４図における右方の白い部分がア
ルミニウム、第６図における左方の白一部分が銅である
。
ここで、第１実施例の方法によって接合されたセラミッ
クスと銅との接合強度は５５ｋｇ／ｍ−以上となった。
クスと銅との接合強度は５５ｋｇ／ｍ−以上となった。
なお、セラミックスの接合に形成されるクロムの皮膜は
、蒸着によれば最低１００Ａ’で均一な皮ｊ摸が形成さ
れ、銅との接合も均一なりロムの拡散（セラミックスお
よび鋼中の両方へ）によって所期の接合強度が得られる
が、メッキの場合最低α１μの皮膜厚さにしないと均ゴ
な拡散層が得られないことが実験により確められた。
、蒸着によれば最低１００Ａ’で均一な皮ｊ摸が形成さ
れ、銅との接合も均一なりロムの拡散（セラミックスお
よび鋼中の両方へ）によって所期の接合強度が得られる
が、メッキの場合最低α１μの皮膜厚さにしないと均ゴ
な拡散層が得られないことが実験により確められた。
また、適宜の溶剤でペースト状とした一１００メツシュ
のクロム金属粉末全塗布してクロムの皮膜を形成する場
合にも０．１μ以上の皮膜厚さに塗布しなければならな
いことが同様に実験によシ確められた。
のクロム金属粉末全塗布してクロムの皮膜を形成する場
合にも０．１μ以上の皮膜厚さに塗布しなければならな
いことが同様に実験によシ確められた。
さらに、クロム皮膜の酸化処理条件は、皮膜厚さによる
が上記最低限の膜厚（約０１μ）で、上述した条件（１
０ｓ Ｔｏｒｒ、 １００ ’Ｃ１１ｏ分）を最低必要
とした。これは、クロムは酸素との親和力が大きいので
、空気中の微量の酸素で容易に酸化クロムになるためと
思われる。
が上記最低限の膜厚（約０１μ）で、上述した条件（１
０ｓ Ｔｏｒｒ、 １００ ’Ｃ１１ｏ分）を最低必要
とした。これは、クロムは酸素との親和力が大きいので
、空気中の微量の酸素で容易に酸化クロムになるためと
思われる。
次に、本発明に係る接合方法の第２実施例は、まず銅と
接合されるアルミナ、ムライト等のセラミックスの接合
面に、酸化クロム（ｃｒｔｏｓ）の如きクロム酸化物’
ｋ１００Ａ’以上の膜厚となるように蒸着しまたは適宜
の溶剤でペースト状にした酸化クロム（Ｃｒ２０３ ）
の如き一１００メツシュ程度のクロム酸化物の粉末？０
．１μ以上の膜厚で塗着してクロム酸化物の被膜全形成
する。ついでセラミックスのクロム酸化物の被膜に所定
形状の鋼材を重ね合せるが如くして１０’−’ ＴＯｒ
ｒ以下の真空雰囲気中または銅を酸化させないガス雰囲
気中に両者全載置し、最後に第１実施例の場合と同様に
９００’Ｃ以上の加熱温度で１０分以上継続加熱してセ
ラミック雰囲気中において徐冷して鋼材の残留応力會そ
の塑性変形により低減せしめることによって、セラミッ
クスと銅の良好な接合が行なわれる。
接合されるアルミナ、ムライト等のセラミックスの接合
面に、酸化クロム（ｃｒｔｏｓ）の如きクロム酸化物’
ｋ１００Ａ’以上の膜厚となるように蒸着しまたは適宜
の溶剤でペースト状にした酸化クロム（Ｃｒ２０３ ）
の如き一１００メツシュ程度のクロム酸化物の粉末？０
．１μ以上の膜厚で塗着してクロム酸化物の被膜全形成
する。ついでセラミックスのクロム酸化物の被膜に所定
形状の鋼材を重ね合せるが如くして１０’−’ ＴＯｒ
ｒ以下の真空雰囲気中または銅を酸化させないガス雰囲
気中に両者全載置し、最後に第１実施例の場合と同様に
９００’Ｃ以上の加熱温度で１０分以上継続加熱してセ
ラミック雰囲気中において徐冷して鋼材の残留応力會そ
の塑性変形により低減せしめることによって、セラミッ
クスと銅の良好な接合が行なわれる。
第３に、本発明に係る接合方法の第８実施例は、まずセ
ラミックスと所足形状の鋼材との接合面間に厚さ約０．
１〜２龍にしてかつ約０．１〜０．６重量％のクロムを
含有する銅箔全介挿する。ついで銅箔全介挿したセラミ
ックスと鋼材とｋ １０−４ Ｔｏｒｒｌ 以下の
真空雰囲気中またけ銅！岬化させないガス雰囲気中に納
誼し、最後に９００℃以上の加熱温度で１０分以上継続
加熱してセラミックスと銅材と全接合するとともに、接
合した両者を真空雰囲気中または調音酸化させないガス
雰囲気中において、徐冷して鋼材の残留応力全その塑性
変形によシ低減せしめることによって、セラミックスと
銅の良好な接合が行なわれる。
ラミックスと所足形状の鋼材との接合面間に厚さ約０．
１〜２龍にしてかつ約０．１〜０．６重量％のクロムを
含有する銅箔全介挿する。ついで銅箔全介挿したセラミ
ックスと鋼材とｋ １０−４ Ｔｏｒｒｌ 以下の
真空雰囲気中またけ銅！岬化させないガス雰囲気中に納
誼し、最後に９００℃以上の加熱温度で１０分以上継続
加熱してセラミックスと銅材と全接合するとともに、接
合した両者を真空雰囲気中または調音酸化させないガス
雰囲気中において、徐冷して鋼材の残留応力全その塑性
変形によシ低減せしめることによって、セラミックスと
銅の良好な接合が行なわれる。
以上の如く本発明は、セラミックスと銅と全クロム酸化
物全弁し加熱して接合するようにしたセラミックスと銅
の接合方法であるから、従来の方法のように高価なモリ
ブデン、タングステン等を用いる必要がなく、再焼成に
よるメタライズ層の形成およびろう材が不要となり、そ
の製作費用を廉価にすることができるとともに、工程の
短縮化および製作の容易化全図ることができる。
物全弁し加熱して接合するようにしたセラミックスと銅
の接合方法であるから、従来の方法のように高価なモリ
ブデン、タングステン等を用いる必要がなく、再焼成に
よるメタライズ層の形成およびろう材が不要となり、そ
の製作費用を廉価にすることができるとともに、工程の
短縮化および製作の容易化全図ることができる。
また、セラミックスと銅と全豹０．１〜０．６重鐘チの
クロムを含有する銅を介し加熱して接合するようにした
セラミックスと銅の接合方法であるから、上述した効果
に加えてさらに一層工程の短縮化および製作の容易化全
図ることができる等の効果全萎する。
クロムを含有する銅を介し加熱して接合するようにした
セラミックスと銅の接合方法であるから、上述した効果
に加えてさらに一層工程の短縮化および製作の容易化全
図ることができる等の効果全萎する。
第１図、第２図、第３図、第４図および第５図はそれぞ
れ本発明に係る接合方法によって接合されたセラミック
スと銅との接合部の拡大図（粒界図）である。 第１図 ４４− 第３図 第２図 ４／−／ 第４１図 １− 第（５１ネ１
れ本発明に係る接合方法によって接合されたセラミック
スと銅との接合部の拡大図（粒界図）である。 第１図 ４４− 第３図 第２図 ４／−／ 第４１図 １− 第（５１ネ１
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１） セラミックスと銅と全クロム酸化物全弁し加
熱して接合するようにしたこと全特徴とするセラミック
スと銅の接合方法 （２） セラミックスの接合面にクロム’ｚｌｏＯＡ
’以上蒸着し、しかる後に酸化処理を施してクロム酸化
物金得るようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載のセラミックスと銅の接合方法。 （３） セラミックスの接合面にクロムをα１μ以上
メッキし、しかる後に酸化処理を施してクロム酸化物金
得るようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載のセラミックスと銅の接合方法３（４） セラミ
ックスの接合面に酸化クロム１ｌｏＯＡ’以上蒸着して
クロム酸化物全得るようにしたことを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載のセラミックスと銅の接合方法。 （５） セラミックスの接合面に酸化クロムの粉末全
Ｃ）、１μ以上塗着してクロム酸化物全得るようにした
こと全特徴とする特許請求の範囲第１項記載のセラミッ
クスと銅の接合方法。 （６）加熱を、１Ｏ−４Ｔｏｒｒ 以下の真空雰囲気中
において９００℃以上の温度で１０分以上継続し、しか
る後に徐冷するようにしたことを特徴とする特許請求の
範囲第１項から第５項までのいずれか１つに記載のセラ
ミックスと銅の接合方法。 （７） 加熱を、調音酸化させないガス雰囲気中にお
いて９００℃以上の温度で１０分以上継続し、しかる後
に徐冷するようにしたこと全特徴とする特許請求の範囲
第１項から第５項までのいずれか１つに記載のセラミッ
クスと銅の接合方法。 （８） セラミックスと銅とを約α１〜α６重量％の
クロム全含有する銅を介し加熱して接合するようにした
こと全特徴とするセラミックスと銅の接合方法。 （９） 加熱ｋ 、１０−’ Ｔｏｒｒ以下の真空雰
囲気中において９００℃以上の温度で１０分以上継続し
、しかる後に徐冷するようにしたことを特徴とする特許
請求の範囲第８項記載のセラミックスと銅の接合方法。 （７） 加熱金、網金酸化させないガス雰囲気中にお１ いて９００℃以上の温度で１０分以上継続し、しかる後
に徐冷するようにしたこと全特徴とする特許請求の範囲
第８項記載のセラミックスと銅の接合方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57024758A JPS58145669A (ja) | 1982-02-18 | 1982-02-18 | セラミツクスと銅の接合方法 |
| US06/465,043 US4500383A (en) | 1982-02-18 | 1983-02-08 | Process for bonding copper or copper-chromium alloy to ceramics, and bonded articles of ceramics and copper or copper-chromium alloy |
| DE8383300744T DE3361256D1 (en) | 1982-02-18 | 1983-02-15 | Process for bonding, copper or copper-chromium alloy to ceramics, and bonded articles of ceramics and copper or copper-chromium alloy |
| EP83300744A EP0087881B1 (en) | 1982-02-18 | 1983-02-15 | Process for bonding, copper or copper-chromium alloy to ceramics, and bonded articles of ceramics and copper or copper-chromium alloy |
| KR1019830000619A KR870000722B1 (ko) | 1982-02-18 | 1983-02-16 | 세라믹스와 동재 또는 동-크롬합금재와의 접합 방법 |
| IN198/CAL/83A IN158447B (ja) | 1982-02-18 | 1983-02-17 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57024758A JPS58145669A (ja) | 1982-02-18 | 1982-02-18 | セラミツクスと銅の接合方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58145669A true JPS58145669A (ja) | 1983-08-30 |
| JPS6140625B2 JPS6140625B2 (ja) | 1986-09-10 |
Family
ID=12147044
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57024758A Granted JPS58145669A (ja) | 1982-02-18 | 1982-02-18 | セラミツクスと銅の接合方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58145669A (ja) |
| KR (1) | KR870000722B1 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS593077A (ja) * | 1982-06-29 | 1984-01-09 | 株式会社東芝 | セラミツク部材と金属との接合方法 |
| JP2015224151A (ja) * | 2014-05-27 | 2015-12-14 | Ｎｇｋエレクトロデバイス株式会社 | Ｃｕ／セラミック基板 |
| JP2019073437A (ja) * | 2018-12-11 | 2019-05-16 | Ｎｇｋエレクトロデバイス株式会社 | Ｃｕ／セラミック基板 |
| US12525504B2 (en) | 2021-04-28 | 2026-01-13 | Fuji Electric Co., Ltd. | Semiconductor device |
-
1982
- 1982-02-18 JP JP57024758A patent/JPS58145669A/ja active Granted
-
1983
- 1983-02-16 KR KR1019830000619A patent/KR870000722B1/ko not_active Expired
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS593077A (ja) * | 1982-06-29 | 1984-01-09 | 株式会社東芝 | セラミツク部材と金属との接合方法 |
| JP2015224151A (ja) * | 2014-05-27 | 2015-12-14 | Ｎｇｋエレクトロデバイス株式会社 | Ｃｕ／セラミック基板 |
| JP2019073437A (ja) * | 2018-12-11 | 2019-05-16 | Ｎｇｋエレクトロデバイス株式会社 | Ｃｕ／セラミック基板 |
| US12525504B2 (en) | 2021-04-28 | 2026-01-13 | Fuji Electric Co., Ltd. | Semiconductor device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR840003594A (ko) | 1984-09-15 |
| KR870000722B1 (ko) | 1987-04-09 |
| JPS6140625B2 (ja) | 1986-09-10 |
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