JPS63239167A - セラミツクス接合体 - Google Patents
セラミツクス接合体Info
- Publication number
- JPS63239167A JPS63239167A JP7353787A JP7353787A JPS63239167A JP S63239167 A JPS63239167 A JP S63239167A JP 7353787 A JP7353787 A JP 7353787A JP 7353787 A JP7353787 A JP 7353787A JP S63239167 A JPS63239167 A JP S63239167A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ceramic
- nickel
- titanium
- bonding
- bonded
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
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】
［発明の目的コ
（産業上の利用分野）
本発明はセラミックス部材とセラミックス部材、あるい
はセラミックス部材と金属部材とを接合一体化したセラ
ミックス接合体に関する。
はセラミックス部材と金属部材とを接合一体化したセラ
ミックス接合体に関する。
（従来の技術）
従来からセラミックス部材の長所を生かし、かつ欠点を
補うために、セラミックス部材に金属部材を接合したり
、セラミックス部材とセラミックス部材を接合したりし
て複合部材として利用するということがよく行われてい
る。
補うために、セラミックス部材に金属部材を接合したり
、セラミックス部材とセラミックス部材を接合したりし
て複合部材として利用するということがよく行われてい
る。
このようなセラミックス−セラミックスまたはセラミッ
クス−金属間の接合方法としては種々の方法が知られて
おり、例えば接合すべき両者の間にチタンやジルコニウ
ム等の活性金属を添加して濡れ性を改善したろう材を挿
入し加熱して接合する方法が知られている。また、ろう
材を使用しないで接合すべき面とおしを当接させ、高温
、加圧下で固相拡散により接合する方法も知られている
。
クス−金属間の接合方法としては種々の方法が知られて
おり、例えば接合すべき両者の間にチタンやジルコニウ
ム等の活性金属を添加して濡れ性を改善したろう材を挿
入し加熱して接合する方法が知られている。また、ろう
材を使用しないで接合すべき面とおしを当接させ、高温
、加圧下で固相拡散により接合する方法も知られている
。
（発明が解決しようとする問題点）
しかしながらこのような従来の接合方法において、ろう
材を使用して接合する方法は、接合温度が６００℃〜９
００℃と低く作業性はよいものの、得られる接合体の接
合界面に形成される中間層が低融点化合物層となるため
、接合体の高温における接合強度が低下するという問題
があった。また、固相拡散による接合法は、高温におけ
る接合強度は大きいものの高圧を必要とし、さらに接合
温度が１４００〜１６００℃と高すぎるため作業性が悪
いという問題があった。
材を使用して接合する方法は、接合温度が６００℃〜９
００℃と低く作業性はよいものの、得られる接合体の接
合界面に形成される中間層が低融点化合物層となるため
、接合体の高温における接合強度が低下するという問題
があった。また、固相拡散による接合法は、高温におけ
る接合強度は大きいものの高圧を必要とし、さらに接合
温度が１４００〜１６００℃と高すぎるため作業性が悪
いという問題があった。
本発明はこのような問題点を解決するためになされたも
ので、高温における接合強度が大きく、しかも接合温度
が従来の固相拡散接合の場合より低く、作業性の良好な
セラミックス接合体を提供することを目的とする。
ので、高温における接合強度が大きく、しかも接合温度
が従来の固相拡散接合の場合より低く、作業性の良好な
セラミックス接合体を提供することを目的とする。
［発明の構成］
（問題点を解決するための手段）
本発明のセラミックス接合体は、セラミックス部材とセ
ラミックス部材、あるいはセラミックス部材と金属部材
とが、これらの接合すべき面の間に存在させたニッケル
およびチタンとこれらの拡散により形成された中間接合
層を介して接合されてなることを特徴としている。
ラミックス部材、あるいはセラミックス部材と金属部材
とが、これらの接合すべき面の間に存在させたニッケル
およびチタンとこれらの拡散により形成された中間接合
層を介して接合されてなることを特徴としている。
すなわち本発明は、セラミックス部材とセラミックス部
材、あるいはセラミックス部材と金属部材との接合すべ
き面の間に、ニッケルおよびチタンを存在させ加熱する
ことにより、ニッケル−チタン間の拡散により接合界面
にニッケル−チタン化合物を含有する中間接合層を形成
させ、この中間接合層によりセラミックス部材とセラミ
ックス部材、あるいはセラミックス部材と金反部材とを
接合させたセラミックス接合体である。
材、あるいはセラミックス部材と金属部材との接合すべ
き面の間に、ニッケルおよびチタンを存在させ加熱する
ことにより、ニッケル−チタン間の拡散により接合界面
にニッケル−チタン化合物を含有する中間接合層を形成
させ、この中間接合層によりセラミックス部材とセラミ
ックス部材、あるいはセラミックス部材と金反部材とを
接合させたセラミックス接合体である。
本発明に使用するセラミックス部材としては酸化物系セ
ラミックス、非酸化物系セラミックスを問わないが、十
分な高温強度を有する窒化ケイ素や炭化ケイ素等の非酸
化物系セラミックス部材が好ましい。
ラミックス、非酸化物系セラミックスを問わないが、十
分な高温強度を有する窒化ケイ素や炭化ケイ素等の非酸
化物系セラミックス部材が好ましい。
また、被接合部材間に存在させるニッケルおよびチタン
としては、それぞれ箔、粉体等の形態で介在させたり、
ニッケル−チタン合金として介在させることも可能であ
る。このニッケルとチタンの存在比率は、重量比で３０
ニア０〜９９：１の範囲が好ましく、特に好ましくは６
０：４０〜９６二４の範囲である。３０ニア０の範囲よ
りニッケルの量が少なくても９９：１よりニッケルの量
が多くても、Ｎ１−Ｔ ｉ ７９とセラミックスとの反
応が不十分となる。
としては、それぞれ箔、粉体等の形態で介在させたり、
ニッケル−チタン合金として介在させることも可能であ
る。このニッケルとチタンの存在比率は、重量比で３０
ニア０〜９９：１の範囲が好ましく、特に好ましくは６
０：４０〜９６二４の範囲である。３０ニア０の範囲よ
りニッケルの量が少なくても９９：１よりニッケルの量
が多くても、Ｎ１−Ｔ ｉ ７９とセラミックスとの反
応が不十分となる。
なお、金属部材としてニッケルやニッケル合金を使用す
る場合には、チタンのみを介在させることにより接合体
を形成することも可能である。
る場合には、チタンのみを介在させることにより接合体
を形成することも可能である。
本発明のセラミックス接合体の製造方法としては、上述
したように被接合部材間にニッケルとチタンとを、例え
ば箔の状態で挿入し、真空中または不活性ガス雰囲気中
で加熱することにより行われる。この加熱温度は、９０
０℃以上であれば使用するチタンとニッケルの組成比の
融点以下の温度でも接合が可能であり、これにより中間
接合層には、高融点のニッケル−チタン化合物が形成さ
れ、さらに高温強度が良好となる。
したように被接合部材間にニッケルとチタンとを、例え
ば箔の状態で挿入し、真空中または不活性ガス雰囲気中
で加熱することにより行われる。この加熱温度は、９０
０℃以上であれば使用するチタンとニッケルの組成比の
融点以下の温度でも接合が可能であり、これにより中間
接合層には、高融点のニッケル−チタン化合物が形成さ
れ、さらに高温強度が良好となる。
（作 用）
本発明のセラミックス接合体において、使用するニッケ
ル−チタンの共晶温度以下または融点以下という比較的
低い加熱温度で、ニッケル−チタン間の拡散により接合
が可能であり、さらに中間接合層に高融点のニッケル−
チタン化合物が形成され、高温における接合体の強度が
大きくなる。
ル−チタンの共晶温度以下または融点以下という比較的
低い加熱温度で、ニッケル−チタン間の拡散により接合
が可能であり、さらに中間接合層に高融点のニッケル−
チタン化合物が形成され、高温における接合体の強度が
大きくなる。
（実施例）
次に本発明の実施例について説明する。
実施例１
まず、炭化ケイ素を主成分とするセラミックス部材、チ
タン箔、ニッケル箔をそれぞれアセトンを使用して超音
波洗浄した後、図面に示すように、外径１０ｎｎｘ ５
ｕの２個のセラミックス部材１の間にニッケル箔３を中
央にしてその両側面にチタン箔２をそれぞれ配置して積
層した。なお、ニッケルとチタンの存在比率は重量比で
約６６：３４となるようにした。
タン箔、ニッケル箔をそれぞれアセトンを使用して超音
波洗浄した後、図面に示すように、外径１０ｎｎｘ ５
ｕの２個のセラミックス部材１の間にニッケル箔３を中
央にしてその両側面にチタン箔２をそれぞれ配置して積
層した。なお、ニッケルとチタンの存在比率は重量比で
約６６：３４となるようにした。
次いで、この積層物を接合面に約０．１２ＭＰａの荷重
をかけながら真空中において１１００℃で５分間加熱を
行ってセラミックス−セラミックス接合体を作製した。
をかけながら真空中において１１００℃で５分間加熱を
行ってセラミックス−セラミックス接合体を作製した。
このようにして得たセラミックス−セラミックス接合体
の常温および８００°Ｃにおけるそれぞれのぜん断強度
を測定したところ、常温において５．４０ｋｑ／−と良
好な値を示し、また８００°Ｃにおいても４．５ｋｇ／
１７とほとんど強度低下を生じないことを確認した。
の常温および８００°Ｃにおけるそれぞれのぜん断強度
を測定したところ、常温において５．４０ｋｑ／−と良
好な値を示し、また８００°Ｃにおいても４．５ｋｇ／
１７とほとんど強度低下を生じないことを確認した。
また、本発明との比較のなめ、実施ＰＡ１と同一形状の
炭化ケイ素材を使用して、その接合面にＴｉ−Ｃｕ−八
ｇろう材を挿入して、真空中、８３０℃の条件で６分間
加熱して、セラミックス−セラミックス接合体を作製し
た。このセラミックス−セラミックス接合体を使用して
実施例１と同一条件でせん断強度を測定したところ、常
温では２０ｋａ／ｍｄと良好な値を示したものの、８０
０℃においてはほとんど強度は残らなかった。
炭化ケイ素材を使用して、その接合面にＴｉ−Ｃｕ−八
ｇろう材を挿入して、真空中、８３０℃の条件で６分間
加熱して、セラミックス−セラミックス接合体を作製し
た。このセラミックス−セラミックス接合体を使用して
実施例１と同一条件でせん断強度を測定したところ、常
温では２０ｋａ／ｍｄと良好な値を示したものの、８０
０℃においてはほとんど強度は残らなかった。
実施例２〜９
第１表に示すように、実施例１におけるチタンとニッケ
ルの存在比率および加熱温度を変化させたものを他の条
件は実施例１と同一条件で、それぞれセラミックス−セ
ラミックス接合体を作製した０次いで、これらのセラミ
ックス−セラミックス接合体を使用して、それぞれ実施
例１と同一条件でせん断強度を測定した。その結果は第
１表に示す通りであった。
ルの存在比率および加熱温度を変化させたものを他の条
件は実施例１と同一条件で、それぞれセラミックス−セ
ラミックス接合体を作製した０次いで、これらのセラミ
ックス−セラミックス接合体を使用して、それぞれ実施
例１と同一条件でせん断強度を測定した。その結果は第
１表に示す通りであった。
（以下余白）
第１表
実施例１０〜１４
第２表に示すように、実施例１におけるチタンとニッケ
ルの存在比率および加熱温度を変化させたものをアルゴ
ンガス雰囲気中で加熱する以外は実施例１と同様にして
、それぞれセラミックス−セラミックス接合体を作製し
た０次いで、これらのセラミックス−セラミックス接合
体を使用して、それぞれ実施例１と同一条件でせん断強
度を測定した。その結果は第２表に示す通りであった。
ルの存在比率および加熱温度を変化させたものをアルゴ
ンガス雰囲気中で加熱する以外は実施例１と同様にして
、それぞれセラミックス−セラミックス接合体を作製し
た０次いで、これらのセラミックス−セラミックス接合
体を使用して、それぞれ実施例１と同一条件でせん断強
度を測定した。その結果は第２表に示す通りであった。
（以下余白）
第２表
［発明の効果］
以上説明したように本発明のセラミックス接合体によれ
ば、被接合部材間に存在させたニッケルとチタンの間の
拡散により接合後の中間接合層には、高融点のニッケル
−チタン化合物が形成されており、高温での接合強度が
高くなるとともに、接合温度も従来の固Ｍ１拡散接合の
場合に比べてはるかに低い温度で接合が可１ｍとなり、
作業性も良好となる。
ば、被接合部材間に存在させたニッケルとチタンの間の
拡散により接合後の中間接合層には、高融点のニッケル
−チタン化合物が形成されており、高温での接合強度が
高くなるとともに、接合温度も従来の固Ｍ１拡散接合の
場合に比べてはるかに低い温度で接合が可１ｍとなり、
作業性も良好となる。
図面は本発明のセラミックス接合体の接合前の状態を示
す断面図である。 １・・・・・・・・・セラミックス部材２・・・・・・
・・・チタン箔
す断面図である。 １・・・・・・・・・セラミックス部材２・・・・・・
・・・チタン箔
Claims (3)
- （１）セラミックス部材とセラミックス部材、あるいは
セラミックス部材と金属部材とが、これらの接合すべき
面の間に存在させたニッケルおよびチタンとこれらの拡
散により形成された中間接合層を介して接合されてなる
ことを特徴とするセラミックス接合体。 - （２）中間接合層には、ニッケル−チタン化合物が形成
されている特許請求の範囲第１項記載のセラミックス接
合体。 - （３）セラミックス部材が非酸化物系セラミックス部材
である特許請求の範囲第１項または第２項記載のセラミ
ックス接合体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7353787A JPS63239167A (ja) | 1987-03-27 | 1987-03-27 | セラミツクス接合体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7353787A JPS63239167A (ja) | 1987-03-27 | 1987-03-27 | セラミツクス接合体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63239167A true JPS63239167A (ja) | 1988-10-05 |
Family
ID=13521077
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7353787A Pending JPS63239167A (ja) | 1987-03-27 | 1987-03-27 | セラミツクス接合体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63239167A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021504287A (ja) * | 2017-11-29 | 2021-02-15 | コンポーネント リ−エンジニアリング カンパニー インコーポレイテッド | 高温耐性ニッケル合金接合部を備えた半導体処理装置及びその製造方法 |
-
1987
- 1987-03-27 JP JP7353787A patent/JPS63239167A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021504287A (ja) * | 2017-11-29 | 2021-02-15 | コンポーネント リ−エンジニアリング カンパニー インコーポレイテッド | 高温耐性ニッケル合金接合部を備えた半導体処理装置及びその製造方法 |
| EP3718131A4 (en) * | 2017-11-29 | 2021-11-24 | Watlow Electric Manufacturing Company | SEMI-CONDUCTOR PROCESSING PLANT WITH HIGH-TEMPERATURE-RESISTANT NICKEL ALLOY COMPOUNDS AND PROCESS FOR THEIR PRODUCTION |
| US11648620B2 (en) | 2017-11-29 | 2023-05-16 | Watlow Electric Manufacturing Company | Semiconductor processing equipment with high temperature resistant nickel alloy joints and methods for making same |
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