JPS6021888A - セラミツクスのメタライズ法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、セラミックスの簡便なメタライズ法に関する
。

一般に、セラミックスは、耐熱性、＃磨耗性、絶縁性等
に優れる反面脆＜１ｌｆｊ撃に弱いため、構造材料とし
て用いられるときには、金属との接合体にして使用され
ることが多く、この場合には金属とセラミックスを接合
する前に、先ずセラミックス表面をメタライズする必要
がある。また、セラミックスを導電材料として用いる場
合には、セラミックス表面にメタライズを行って使用さ
れている。

セラミックスのメタライズ法としては、テレフンケン法
、活性金属法、水素化合物法、酸化物ソルダー法、炭酸
銀法等が知られているが、これらの内テレフンケン法以
外の方法には工程が複雑であるのに加えて、メタライズ
層の接着強度、耐熱衝撃性、耐化学薬品性等が充分でな
い場合があるため、現在のところテレフンケン法による
のが一般的である。テレフンケン法は、セラミックス表
面にモリブデン−マンガンを被覆し、非酸化性雰囲気中
１４００〜１７００℃という高温で焼付け、その上に金
属メッキを行い、更に被膜の安定化のために再度非酸化
性雰囲気中で加熱することによりメタライズし、次いで
必要に応じて金属をロウ接するものであり、作業工程が
長く且つ煩雑であるという大きな欠点があるのに加えて
、加熱温度が高いという欠点もある。

本発明者は、上記欠点が解消されたセラミックスのメタ
ライズ法を開発するため鋭意研究した結果、炭酸銅、硫
酸銅、硫化銅、酸化銅及び塩化銅の少（とも１種と８１
０２との混合物を被償層として用いるときには空気等の
酸化性雰囲気中にて比較的低温で焼（＝ｌけかでき、次
いで焼付は層を還元処理ずれは極めて簡便にメタライズ
できること、５ｉ０１の併用によりメタライズ層の均−
性特に表１ｉの平滑性及び光沢が向上すること、得られ
たメタライズ層は導電性に優れ且つ接イｊ強度が高いこ
と等を見出し、本発明を完成する化至った。

即ち本発明は、炭酸銅、硫酸銅、硫化銅、酸化銅及び堝
化銅の少くとも１種とＳｉｎ、との混合物を、セラミッ
クス表面に被覆し、酸化性雰囲気中９００〜１８００℃
で加熱して焼付けた後、焼付は層を還元処理することを
特徴とするセラミックスのメタライズ法に係る。

本発明において被覆層として用いる炭酸銅、硫酸銅、硫
化銅、酸化銅及び塩化銅は、いずれも通常粉末状のもの
を使用する。

本発明に右いては、被覆層として５ｉ０２を併用したこ
とにより、焼付は被膜のむらが防止でき、メタライズ層
の均一性を向上させることができるのみならず、メタラ
イズ層表面の平滑性及び光沢鱈も向上している。ｓ　ｉ
　ｏ２としても通常粉末状のものを使用し、使用割合は
炭酸銅、硫酸銅、硫化銅、酸化銅及び塩化銅の少くとも
１種９５〜５０重量鳴程度に対して５ｌＯ３を５〜５０
Ｍ夙鳴程度好ましくは１０〜８０重１ｔ％とするのが適
当である。５重量％未満の場合にはメタライズ層表面の
平滑性及び光沢が不充分になることがあり、５０重量鴨
を越えた場合にはメタライズ層の導電性が低下する傾向
があるので好ましくない。

また本発明においては、被覆層としてフッ化ナトリウム
を併用しても良く、それにより接着強度を向上させるこ
とができる。フッ化ナトリウムとしても通常粉末状のも
のを使用する。フッ化ナトリウムを併用する場合の使用
量は通常被嶺層中５〜８０貝形％程度好ましくは１０重
量％程度である。

本発明においては、炭酸銅、硫酸銅、硫化銅、酸化銅及
び塩化銅の少くとも１ｎと５ｔｏ２との混合物、又は必
要に応じて更にフッ化ナトリウムを併用した混合物を粉
末状のまま使用しても良いし、適当なバインダー及びそ
の溶剤、例えばスクリーンオイル等の印刷用インキ、バ
ルサム等を適宜のｑ用いてペースト状にして使用しても
良い。

粉末状又はペースト状の混合物をメタライズが必要なセ
ラミックス表面に撒布又は塗付して被覆する。被覆する
量は、特に限定されず、所望のメタライズ層の厚さに応
じて、適宜決定される。次に、上記で被覆されたセラミ
ックスを酸化性雰囲気中にて加熱して被覆層を焼付ける
。酸化性雰囲気としては、特殊なものを使用する必要は
な（、空気、空気と窒素との混合気等を使用すれば充分
である。また、加熱条件としては、セラミックスの形状
、大きさや用いた被償層の種類、被覆層等により変化す
るが、通常９００〜１３００℃の温度で５〜６０分間程
分間熱する。この加Ｎ−により炭酸銅、硫酸銅、硫化銅
又は塩化銅は、酸化されて酸化銅になり、酸化銅を主体
とする被膜がセラミックスに密着する。この際、酸化銅
の融液がセラミックス内に一部浸透することにより接５
１４強度が高められる。又、　５ｉｏ２を使用したこと
によりメタライズ層の均一性、表面の平滑性及び光沢が
著しく高められる。加熱温度が９００℃より低い場合は
上記浸透が起こらず接着強度が不充分になり、又１８０
０℃より高い場合は被覆層の粘性が低下して流出するこ
とがあるので好ましくない。

次に、上記により焼付は層が施されたセラミックスを還
元処理する。還元方法としては、特に限定されず、酸化
蛮１が金Ｆｉ　６１に還元されるならばどんな方法でも
良く、例えば水素雰囲気、−酸化員累τＳ囲気等のＱ元
性’；、’上ｇｌ気中での加熱、エタノール、メタノー
ル、プロパツール等のアルコール類、ベンジン、ホルマ
リン等の還元性溶媒への浸漬等を２ｊ（げることができ
る６費元性雰囲気中で加熱する場合の温度は、焼付は層
の分解、変質等を防ぐために前記焼付は温度よりも低い
ことが好ましく、通常２００〜９００℃程度とし、時間
は通常５〜６０分間程バ〔とする。またへ元性溶媒への
没潰による場合は、セラミックスを通常２００〜５００
　’Ｃ程度好ましくは３００℃前後に加熱後、−１−記
ｊ（１元性溶媒にｌθ〜６０秒間程度浸漬ずれば良い。

上記還元処理により、極めて優れた導電性を有する鏑メ
タライズ層がセラミックス表面に形成される。

かくしてメタライズされたセラミックスには、必要に応
じて、常法例えばロウ接等により、各種金属を容易に接
合することができる。

本発明によりメタライズできるセラミックスとしては、
特に限足さ第１ず、例えば望化珪素、サイアロン、炭化
珪素、窒化アルミニウム等の非酸化物系セラミックス、
アルミナ、ジルコニア、ムライト、ベリリア、マグネシ
ア、コージーライト等の酸化物系セラミックスを４（げ
ろことができる。

本発明によれば、従来法に比べて低温で焼＋Ｊけ後、還
元処理するという極め゛Ｃ簡便な操作で、セ。

ラミックス表面にメタライズ層が形成でき、得られたメ
タライズ層は導電性に優れ且つ接着強度が高く、またメ
タライズ層の均一性、特に表面の平滑性及び光沢に優れ
ているので商品価値が高いという効果が得られる。

本発明によりメタライズされたセラミックスは、上記の
如き性能を有するので、セラミックスパッケージ等の電
子部品、セラミックスを用いた耐磨耗性部品、耐熱性部
品等に好適に使用できる。

以下、実施例を挙げて、本発明を更にへ体的に説明する
。

実施例１ 硫化銅粉末８０重量係と５ｔｏ２粉末２０重量呪を混合
したものｔｏｏ重量部に対してパルサム１０重Ｌ１部を
混合してペースト状とし、これを平板正方形の窒化珪Ｍ
　（ＳｉｓＮ４）、サイアロン、炭化珪素（ＳｉＣ）、
アルミナ又はシルコニＴの焼結体の表面に０．ＩＰ／ｃ
ｍ”塗付した。次に、電気炉を用い空気中にて１１００
℃で８０分間焼成して焼付は被覆層を形成した。引続き
焼成したものを乾燥器中で８００℃に加熱した後、市販
のエタノール中に浸漬した。これによって焼イ］け被群
層が還元され、金属例のメタライズ層が形成された。下
記ｍ１表に還元前後における、１０００ｖの電圧で測定
した電気抵抗値を示した。還元後のメタライズ層は、極
めて優れた導電性を有していることが判った。

かくして得たメタライズ層を有する各セラミックスと銅
片とを銀ロウを用いてロウ接し、秤量２　ｔｏｎ及び荷
重速度５　ｍｍ／ｍムｎの引張試験器を用いて、メタラ
イズ層の接着強度を測定したところ、いずれも極めて強
く接着されていることが判った。結果を下記第１表に併
記した。

ｆＪ１表

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ■　炭酸銀、硫酸銅、硫化例、酸化銅及び塩化例の少く
   とも１種と別０！との混合物を、セラミックス表面に被
   覆し、酸化性雰囲気中９００〜１８００℃で加熱して焼
   付けた後、焼付は層をｎ元処理することを特徴とするセ
   ラミックスのメタライズ法。