JPS60145974A - セラミツク体と金属とを応力なしに結合するろう付け箔 - Google Patents
セラミツク体と金属とを応力なしに結合するろう付け箔Info
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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】
産業上の利用分野
本発明は、応力を吸収する中間層を介在させた2つの活
性ろうの層からなり、セラミツクイΔ、と金属とを応力
なしに結合するろう付は箔に関する。
性ろうの層からなり、セラミツクイΔ、と金属とを応力
なしに結合するろう付は箔に関する。
従来技術
ろう層の熱応力を減少するため、応力を吸収する中間層
を両方のろうλ′弓の間に含むろう付け箔を使用するこ
とは公知である(特許出願第に18296/491+号
(26101)またはノコ−ルーマルクス シュタッ
ト工業大学の科学雑誌第10号、1968年)。さらに
活性ろうからなる2つのろう層の間に応力を吸収する金
属フェルトからなる声、′4を挿入した金属−セラミッ
ク構造部月も公知である。
を両方のろうλ′弓の間に含むろう付け箔を使用するこ
とは公知である(特許出願第に18296/491+号
(26101)またはノコ−ルーマルクス シュタッ
ト工業大学の科学雑誌第10号、1968年)。さらに
活性ろうからなる2つのろう層の間に応力を吸収する金
属フェルトからなる声、′4を挿入した金属−セラミッ
ク構造部月も公知である。
問題点
しかしこれらの結合部またはろう伺は箔では、金属箔を
中間層として使用する場合中間層が非常に厚く、他の場
合熱応力が確実に減少しないので、ろう付は結合部の開
離が時々おこるという欠点がある。また金属フェルトは
わずかな力の伝達しかづ能とせす、金属箔内にある空所
が意に反してろうで満たされ、それにより結合部全体が
もろくなるおそれがある。さらに金属箔を中間層として
使用する場合、ろう付は結合部はろう付は過程における
変動の影響をきわめて受け易い。例えばろう付は温度ま
たはろう付は時間にわずかな変動があっても、ろう付は
結合部の彼になっての安定件が比較的大きい影響を受け
る。
中間層として使用する場合中間層が非常に厚く、他の場
合熱応力が確実に減少しないので、ろう付は結合部の開
離が時々おこるという欠点がある。また金属フェルトは
わずかな力の伝達しかづ能とせす、金属箔内にある空所
が意に反してろうで満たされ、それにより結合部全体が
もろくなるおそれがある。さらに金属箔を中間層として
使用する場合、ろう付は結合部はろう付は過程における
変動の影響をきわめて受け易い。例えばろう付は温度ま
たはろう付は時間にわずかな変動があっても、ろう付は
結合部の彼になっての安定件が比較的大きい影響を受け
る。
発明の目的
したがって本発明の課題は、これまでより安定なろう付
は結合部を生じ、ろう付けの際ろう付は温度やろう付は
時間が変動してもこれまで公知のろう付は箔より大きい
裕度をもつような、セラミック体と金属とを結合するろ
う付は箔を見出すことにある。
は結合部を生じ、ろう付けの際ろう付は温度やろう付は
時間が変動してもこれまで公知のろう付は箔より大きい
裕度をもつような、セラミック体と金属とを結合するろ
う付は箔を見出すことにある。
目的を達するための手段
この課題は、中間層が嗣、鉄、ニッケル、Cu[1eま
たはNiFe合金からなり、中間層と活性ろう層との間
にそれぞれ銀からなる地層が設けられていることによっ
て解決される。
たはNiFe合金からなり、中間層と活性ろう層との間
にそれぞれ銀からなる地層が設けられていることによっ
て解決される。
したがってろう付は箔は多層に構成されている。ろうと
しては、ろう付は温度でセラミックと化学結合するろう
(いわゆる活性ろう)が使用される。それによりろう
とセラミック8料との特に緊密な結合が行なわれる。酸
化物、窒化物または炭化物のセラミツつては、通常チタ
ンを含む活性ろうが使用される。なぜならば、チタンの
高い親和力によって、セラミックの酸化物1窒化物また
は炭化物の結合部が表面を腐食され、それにより大きい
付着強度のチタン−酸化物、チタン−窒化物またはチタ
ン−炭化物の遷移が生ずるからである。チタン含有活性
ろうは例えば銀、銀−銅、銀−ジルコン、または銅を7
Li 4.Jとするものが知られている。銅を基拐とす
るものが特に安価である。これらのろうにおけるヂタン
含イコJ+目は2oないし43重fi[%である。
しては、ろう付は温度でセラミックと化学結合するろう
(いわゆる活性ろう)が使用される。それによりろう
とセラミック8料との特に緊密な結合が行なわれる。酸
化物、窒化物または炭化物のセラミツつては、通常チタ
ンを含む活性ろうが使用される。なぜならば、チタンの
高い親和力によって、セラミックの酸化物1窒化物また
は炭化物の結合部が表面を腐食され、それにより大きい
付着強度のチタン−酸化物、チタン−窒化物またはチタ
ン−炭化物の遷移が生ずるからである。チタン含有活性
ろうは例えば銀、銀−銅、銀−ジルコン、または銅を7
Li 4.Jとするものが知られている。銅を基拐とす
るものが特に安価である。これらのろうにおけるヂタン
含イコJ+目は2oないし43重fi[%である。
22ないし28重量%のチタンを含む銅を基層とするろ
うが特に好ましい。
うが特に好ましい。
活性ろうからなるろう付は箔の両方の外層の間には、応
力を吸取する中間層が設けられている。この中間層が銅
、鉄、ニッケル、鉄−ニッケルまたは嗣−ベリリウム合
金からなるようにすることができ、ここで鉄とは低炭素
鋼をいう9廖J箔がその高い延性のため好ましい。銅箔
の厚さは通常除くべき内部応力の大きさに合わされる。
力を吸取する中間層が設けられている。この中間層が銅
、鉄、ニッケル、鉄−ニッケルまたは嗣−ベリリウム合
金からなるようにすることができ、ここで鉄とは低炭素
鋼をいう9廖J箔がその高い延性のため好ましい。銅箔
の厚さは通常除くべき内部応力の大きさに合わされる。
中間層は通常50ないし300pmの厚さをもっている
。
。
応力を除く中間′冶と活性ろう層との間には、さらに銀
からなる服属がそれぞれ設けられる。
からなる服属がそれぞれ設けられる。
この地層はろう付は結合部の寿命とろう付は過程におけ
るろう付は箔の挙動にとって重要である。この居はきわ
めてMくてよく、その1ワさは2ないし1OIJI11
である。地層は刊1々の方法によって形成することがで
き、例えば銅箔または活性ろう居のめつき被覆により、
活性ろう層と中間層との間に銀箔を挿入することにより
、あるいは例えば中間層を活性ろう層と一体にする的に
中間層へ銀粉末を散布することによって形成できる。
るろう付は箔の挙動にとって重要である。この居はきわ
めてMくてよく、その1ワさは2ないし1OIJI11
である。地層は刊1々の方法によって形成することがで
き、例えば銅箔または活性ろう居のめつき被覆により、
活性ろう層と中間層との間に銀箔を挿入することにより
、あるいは例えば中間層を活性ろう層と一体にする的に
中間層へ銀粉末を散布することによって形成できる。
実施例
図にはろう付は結合部の描進がボされている。
第1図はセラミック体としての基体8と鋼基体7との間
にあるろう付は箔1を示している。
にあるろう付は箔1を示している。
このろう付は箔1は、20重量比のチタンを含む銅−チ
タン活性ろうからなるそれぞれ50III11の厚さの
2つの外層2,3と、応力を吸収する厚さloopmの
銅製中間層4とからできている。中間層としての@層4
はめっきにより両側を銀からなる地層5および6で彼扮
されている。この服属としての銀層5,6は2ないし3
μmの厚さしかない。
タン活性ろうからなるそれぞれ50III11の厚さの
2つの外層2,3と、応力を吸収する厚さloopmの
銅製中間層4とからできている。中間層としての@層4
はめっきにより両側を銀からなる地層5および6で彼扮
されている。この服属としての銀層5,6は2ないし3
μmの厚さしかない。
ろう付は過程は、例えば約2006Q/minの加熱適
度で真空中において誘導加熱または電気抵抗加熱するこ
とによって行なわれる。同様に不活性カス中で加熱する
ことも可能である。(銀の含有けに応して)このろうの
約870ないし890°Cのろう付はン品度に達すると
、ろうは数秒間ろう(tIけ温度に保持され、続いて約
50°(、’m i nの速度で冷却される。
度で真空中において誘導加熱または電気抵抗加熱するこ
とによって行なわれる。同様に不活性カス中で加熱する
ことも可能である。(銀の含有けに応して)このろうの
約870ないし890°Cのろう付はン品度に達すると
、ろうは数秒間ろう(tIけ温度に保持され、続いて約
50°(、’m i nの速度で冷却される。
冷却後第2図に示す次のようなろう付は結合部の構造が
得られる。
得られる。
セラミック、!I(体28と鋼シJ体27との間にはろ
うK・′121がある。このろうi=’12+に多層桔
正凸が認められる。すなわち基体28および27に直接
溝を接して2つの階い層22および23が認められ、こ
れらは多分ろうと結合相手との間の遷移層であろう。セ
ラミック基体28と鋼基体27との中間には銅層24が
認められるが、その厚さは著しく減少している。この銅
m24は、ろう付は結合部中に熱的に生ずる内部応力を
減少する役:刑をもっているだけでなく、ろう付は結合
部全体を通ってチタンの多いもろい金属開用26が成長
するのも防止する。チタンの多いもろい金属開用26の
まわりには、地層からの銀が縁25としである。この銀
縁25は金属開用26が合体するのを防止するので、金
属開用26は微粒のままであり、したがってろう何は結
合部全体がもろくなるのを防止する。同時に延性のある
銀縁25はろう何は結合部における内部応力の減少にも
寄与する。ろう付は過11″中銀からなる地層5,6は
、中間層4の銅が活性ろう府2,3へ拡散するのを阻止
する。それにより活性ろう層2゜3においてチタンの望
ましくない希釈したがって融点の上昇が防止される。さ
らに活性ろうチ1゛・]2.3から銅層4へのチタンの
拡散、したがって銅層4の銅の析出硬化が防止される。
うK・′121がある。このろうi=’12+に多層桔
正凸が認められる。すなわち基体28および27に直接
溝を接して2つの階い層22および23が認められ、こ
れらは多分ろうと結合相手との間の遷移層であろう。セ
ラミック基体28と鋼基体27との中間には銅層24が
認められるが、その厚さは著しく減少している。この銅
m24は、ろう付は結合部中に熱的に生ずる内部応力を
減少する役:刑をもっているだけでなく、ろう付は結合
部全体を通ってチタンの多いもろい金属開用26が成長
するのも防止する。チタンの多いもろい金属開用26の
まわりには、地層からの銀が縁25としである。この銀
縁25は金属開用26が合体するのを防止するので、金
属開用26は微粒のままであり、したがってろう何は結
合部全体がもろくなるのを防止する。同時に延性のある
銀縁25はろう何は結合部における内部応力の減少にも
寄与する。ろう付は過11″中銀からなる地層5,6は
、中間層4の銅が活性ろう府2,3へ拡散するのを阻止
する。それにより活性ろう層2゜3においてチタンの望
ましくない希釈したがって融点の上昇が防止される。さ
らに活性ろうチ1゛・]2.3から銅層4へのチタンの
拡散、したがって銅層4の銅の析出硬化が防止される。
このろう付は箔の特別な利点は、セラミックと金属との
間に充分応力なしのきオ〕めで永続的な結合部を形成で
き、ろう付は箔によるろう付は過程において、ろう付は
パラメータである温度や時間の比較的大きい偏差を11
′谷できることである。
間に充分応力なしのきオ〕めで永続的な結合部を形成で
き、ろう付は箔によるろう付は過程において、ろう付は
パラメータである温度や時間の比較的大きい偏差を11
′谷できることである。
例
+00pmの厚さをもつ銅箔の両側に、めっきで211
mの厚さの銀+:/lが設けられた。続いて銀めっきさ
れた銅箔の両側に、溶融押出し法により26重■)%の
チタンを含む銅−チタン合金のそれぞれ50μmの厚さ
の活性ろう層が設けられた。
mの厚さの銀+:/lが設けられた。続いて銀めっきさ
れた銅箔の両側に、溶融押出し法により26重■)%の
チタンを含む銅−チタン合金のそれぞれ50μmの厚さ
の活性ろう層が設けられた。
こうして作られたろう(=Jけ箔が20ml0の厚さの
W4.にと411Imの厚さのセラミック板1皇との間
に挟まれた。誘導加熱によりろう付は箔と鋼板片が、真
空中において約2006Q/winの速度で890°C
のろう付は温度にされた。この温度が約2分間保たれ、
それからろう付は結合部が約50’Q/minの速度で
冷却された。
W4.にと411Imの厚さのセラミック板1皇との間
に挟まれた。誘導加熱によりろう付は箔と鋼板片が、真
空中において約2006Q/winの速度で890°C
のろう付は温度にされた。この温度が約2分間保たれ、
それからろう付は結合部が約50’Q/minの速度で
冷却された。
ろう付は結合部の強さがせん断実験でめられ、その際ろ
う付は結合部は、セラミックがぜん断するまで、せん断
荷重をかけられた請求められた強さは15ON/mm2
であった。
う付は結合部は、セラミックがぜん断するまで、せん断
荷重をかけられた請求められた強さは15ON/mm2
であった。
第1図は綱とセラミック体との間に挟まれたろうイ\J
り箔のろうイ・」けO4lにおける断面図、第2図はろ
う付は後におけるろう付は結合部の断面図である。 l・・・ろう付けi9.2.3・・・活性ろう層、4・
・・中間層、5,6・・・J恨K・1.7・・・鋼J、
li体、8・・・セラミック体(基体) 手続補正書(ツーI朗 昭和5゛1年12月28日 特許庁長官志賀 !ン 殿 1、事件の表示 昭和59年キ、f 許 願第2558f酉号するろう付
は箔 3、補正をする者 4、i件との関係 41;’「L’を出願人f915)
名称 ダイムラー−−ベンツ アクチェンケゼルシャソ
1〜4、代 理 人 〒103 (G231)氏名弁理土中 平 治。 ;、−、=、+、・
り箔のろうイ・」けO4lにおける断面図、第2図はろ
う付は後におけるろう付は結合部の断面図である。 l・・・ろう付けi9.2.3・・・活性ろう層、4・
・・中間層、5,6・・・J恨K・1.7・・・鋼J、
li体、8・・・セラミック体(基体) 手続補正書(ツーI朗 昭和5゛1年12月28日 特許庁長官志賀 !ン 殿 1、事件の表示 昭和59年キ、f 許 願第2558f酉号するろう付
は箔 3、補正をする者 4、i件との関係 41;’「L’を出願人f915)
名称 ダイムラー−−ベンツ アクチェンケゼルシャソ
1〜4、代 理 人 〒103 (G231)氏名弁理土中 平 治。 ;、−、=、+、・
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 応力を吸収する中間層を介在させた2つの活性ろう
の層からなるろう4=3け箔において、中間層が専・づ
、鉄、ニッケル、Cu1leまたはNiFe合金からな
り、中間層と活性ろう層との間にそれぞれ銀からなる地
層が設けられていることを特徴とする、セラミック体と
金属とを応力なしに結合するろう何は箔。 2 活性ろう層が@−チタンろうからなることを特徴と
する特許請求の範囲第1頂に記載のろう付は筋。 3 嗣−チタンろうが20ないし44重爪形のチタンを
含んでいることを特徴とする特許請求の範囲第2項に記
載のろう付は箔。 4 活性ろう層が30ないし80μmの厚さをもち中間
層が5()ないし300μ田の厚さをもち、地層が2な
いし]01+mの厚さをもっていることを特徴とする特
許請求の範囲第1項に記載のろう付は箔。 5 地層がめつきにより中間層上に設けられる層からな
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項または第4項
に記載のろう伺は箔。
Applications Claiming Priority (2)
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