JPS60231474A - セラミツクと金属の鑞付方法 - Google Patents
セラミツクと金属の鑞付方法Info
- Publication number
- JPS60231474A JPS60231474A JP8643684A JP8643684A JPS60231474A JP S60231474 A JPS60231474 A JP S60231474A JP 8643684 A JP8643684 A JP 8643684A JP 8643684 A JP8643684 A JP 8643684A JP S60231474 A JPS60231474 A JP S60231474A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal
- brazing
- base material
- ceramic
- active metal
- 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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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
本発明はセラミックと金属など異種材料の鑞付に関する
ものであり、さらに詳しくは、エレクトロンクスなどに
用いられる電子部品のセラミック基材と保護容器などの
金蝿基拐を、不活性な雰囲気下において鑞付接合する方
法に関するものである。
ものであり、さらに詳しくは、エレクトロンクスなどに
用いられる電子部品のセラミック基材と保護容器などの
金蝿基拐を、不活性な雰囲気下において鑞付接合する方
法に関するものである。
従来例の構成とその問題点
従来この種の鑞付方法の代表例として、第１図に示す様
な、高温用の電子部品の接合がある。これは、数１００
度の高温下で使用されるサーミスタのヘッド部の接合構
成であり、同図においてセラミック基材１の略平滑主面
と金属基材２の間には、活性金属３とｍ４付金属４から
なる接合層を介して鑞付接合されている。セラミック基
材１は、サーミスタ素子部で、成分中にＳ ｉ Ｏ２を
有したアルミナムライト、マグネシアなどの寸法が約６
×２朋、厚さ０．５ｍｍからなる基板で、接合部の反対
側路平滑主面にはＳｉＣなどを薄膜化形成した感温抵抗
体膜１１及び電極１２が構成されている。
な、高温用の電子部品の接合がある。これは、数１００
度の高温下で使用されるサーミスタのヘッド部の接合構
成であり、同図においてセラミック基材１の略平滑主面
と金属基材２の間には、活性金属３とｍ４付金属４から
なる接合層を介して鑞付接合されている。セラミック基
材１は、サーミスタ素子部で、成分中にＳ ｉ Ｏ２を
有したアルミナムライト、マグネシアなどの寸法が約６
×２朋、厚さ０．５ｍｍからなる基板で、接合部の反対
側路平滑主面にはＳｉＣなどを薄膜化形成した感温抵抗
体膜１１及び電極１２が構成されている。
鑞付後は、電極１２を介して制御回路などへのリード線
５が接続される。金属基材２は素子部を保護するための
保護容器で、約０．５１１１１１１位のステンレス材な
どが用いられる。
５が接続される。金属基材２は素子部を保護するための
保護容器で、約０．５１１１１１１位のステンレス材な
どが用いられる。
また、鑞付は第２図に示した様に、セラミック基材１の
セラミック面と金属基材２の間に、Ｔｉ、Ｚｒ などか
らなる厚さ約１朋でセラミック基材１とほぼ同寸法の活
性金属３薄板と、銀あるいは銅を主成分とした厚さ約５
０μｍ以下でセラミック基材１とは゛ぽ同寸法の鑞材金
属４を、積層した状態で真空炉（図面省略）を用いた不
活性雰囲気下で、鑞材金属４の溶融点以上の温度まで加
温されおこなわれる。しかし、この方法では、鑞材基材
（活性金属３や鍾、材金属４）を、それぞれ積層するだ
め鑞付接合時に、接合位置がズレ易い（第３図参照）こ
とや、セツティング時間を長く要すなど問題があり、こ
れらの点を防ぐ方法として、活性金属３に鑞材金属４を
真空蒸着し、これら鑞付基材を一体化することがなされ
ていた。これは、第４図に示すように、前記と同じ活性
金属３１の薄板に、予じめ前記と同じ鑞材金属４１を真
空蒸着により、薄膜化形成し、前記従来例と同じ方法で
真空鑞付をする方法である。
セラミック面と金属基材２の間に、Ｔｉ、Ｚｒ などか
らなる厚さ約１朋でセラミック基材１とほぼ同寸法の活
性金属３薄板と、銀あるいは銅を主成分とした厚さ約５
０μｍ以下でセラミック基材１とは゛ぽ同寸法の鑞材金
属４を、積層した状態で真空炉（図面省略）を用いた不
活性雰囲気下で、鑞材金属４の溶融点以上の温度まで加
温されおこなわれる。しかし、この方法では、鑞材基材
（活性金属３や鍾、材金属４）を、それぞれ積層するだ
め鑞付接合時に、接合位置がズレ易い（第３図参照）こ
とや、セツティング時間を長く要すなど問題があり、こ
れらの点を防ぐ方法として、活性金属３に鑞材金属４を
真空蒸着し、これら鑞付基材を一体化することがなされ
ていた。これは、第４図に示すように、前記と同じ活性
金属３１の薄板に、予じめ前記と同じ鑞材金属４１を真
空蒸着により、薄膜化形成し、前記従来例と同じ方法で
真空鑞付をする方法である。
これらの方法で鑞付接合された、セラミック基材１の接
合界面付近は、セラミック表面内部（深さ約〜１０ ｌ
ｉｍ 、）に、５ｉ０２の酸素分子と活性金属３のＴｉ
、 Ｚｒとが相互に拡散反応しだＴｉ０１あるいはＺｒ
Ｏ２等の中間層を形成し、強固な接合を可能にしている
ことが確認されている。
合界面付近は、セラミック表面内部（深さ約〜１０ ｌ
ｉｍ 、）に、５ｉ０２の酸素分子と活性金属３のＴｉ
、 Ｚｒとが相互に拡散反応しだＴｉ０１あるいはＺｒ
Ｏ２等の中間層を形成し、強固な接合を可能にしている
ことが確認されている。
この様にして、セラミック基材１と金属基材２からなる
前記サーミスタなどの鑞付け、なされていた。
前記サーミスタなどの鑞付け、なされていた。
この方法で前者は、前述したようにセラミック基材と金
属基材との間に、活性金属や鑞材金属の薄板を積層化し
、真空炉中備付をするため、薄板などが所定位置からズ
レ易い欠点があった。まだ後者の活性金属表面に鋼材金
属を真空蒸着により薄膜化形成する方法は、鑞付基材を
一体型にすることができ、前者の欠点を防止する効果は
あったが、真空蒸着で薄膜化形成をするだめ、釧材金属
に合金を用いた場合、合金成分中の融点の低い金属から
蒸着され始め、蒸着膜（鑞材金属）は、組成ズレを起こ
す。組成ズレの生じた鑞材金属は、組成ズレに比例して
融点が変動する。その結果として、真空鑞付中の温度制
御が不安定になる欠点があった。
属基材との間に、活性金属や鑞材金属の薄板を積層化し
、真空炉中備付をするため、薄板などが所定位置からズ
レ易い欠点があった。まだ後者の活性金属表面に鋼材金
属を真空蒸着により薄膜化形成する方法は、鑞付基材を
一体型にすることができ、前者の欠点を防止する効果は
あったが、真空蒸着で薄膜化形成をするだめ、釧材金属
に合金を用いた場合、合金成分中の融点の低い金属から
蒸着され始め、蒸着膜（鑞材金属）は、組成ズレを起こ
す。組成ズレの生じた鑞材金属は、組成ズレに比例して
融点が変動する。その結果として、真空鑞付中の温度制
御が不安定になる欠点があった。
発明の目的
本発明は、かかる従来の欠点を除去するもので、セラミ
ック基材と金属基材とを鑞付する方法において、合金か
らなる鑞材金属の組成ズレを無くし、かつ接合部の位置
ズレが極めて少ない、鑞付方法を提供することを目的と
する。
ック基材と金属基材とを鑞付する方法において、合金か
らなる鑞材金属の組成ズレを無くし、かつ接合部の位置
ズレが極めて少ない、鑞付方法を提供することを目的と
する。
発明の構成
この目的を達成するために本発明は、セラミック基材と
金属基材と鑞付基材とからなり、鑞付基材には、活性金
属の表面に合金組成を有す鑞材金属をスパッタ法により
薄膜化形成した構成を設け、この鑞付基材を介１７て、
前記の両基材を不活性雰囲気中で真空鑞付したものであ
る。
金属基材と鑞付基材とからなり、鑞付基材には、活性金
属の表面に合金組成を有す鑞材金属をスパッタ法により
薄膜化形成した構成を設け、この鑞付基材を介１７て、
前記の両基材を不活性雰囲気中で真空鑞付したものであ
る。
この構成によって、合金からなる鑞材金属の組成ずれを
抑えかつ、鑞（２金属は活性金属表面に薄膜形成された
一体型と成るだめ、接合部の位置ズレ電極めて少なくす
ることができるものである。
抑えかつ、鑞（２金属は活性金属表面に薄膜形成された
一体型と成るだめ、接合部の位置ズレ電極めて少なくす
ることができるものである。
実施例の説明
以下、本発明の一実施例を第４図を用いて説明する。尚
、図において、従来と同じものについては、同一番号を
付している。
、図において、従来と同じものについては、同一番号を
付している。
第４図において、セラミック基材１はサーミスタ素子部
で、金属基材２は素子部を保護する保護容器で、これら
は従来例の構成と同様のものを選んだ。前記両者を接合
するだめの鑞付基材は、活性金属３１に厚さ約５０μｍ
でセラミック基材１とほぼ同形状のＴ１薄板で、その表
面には銀−銅を主成分とした鋼材金属４２（共品点約７
８０°Ｃ）を、予じめ、スパッタ法により薄膜化形成し
たものである。膜厚は１０μｍ以下であった。この様に
構成された鑞付基材を、セラミック基材１と金属基材２
の間に挿入し、各々が同方向に位置する様にセツティン
グをして、真空炉を用い真空炉中４ 鑞付（真空度５Ｘ１０ Ｔｏｒｒ、加温８５０°Ｃ×５
分）をおこなった。鑞付接合後に、前述の従来列と同じ
方法で、第１図に示した様にリード線５の接続がおこな
われる。
で、金属基材２は素子部を保護する保護容器で、これら
は従来例の構成と同様のものを選んだ。前記両者を接合
するだめの鑞付基材は、活性金属３１に厚さ約５０μｍ
でセラミック基材１とほぼ同形状のＴ１薄板で、その表
面には銀−銅を主成分とした鋼材金属４２（共品点約７
８０°Ｃ）を、予じめ、スパッタ法により薄膜化形成し
たものである。膜厚は１０μｍ以下であった。この様に
構成された鑞付基材を、セラミック基材１と金属基材２
の間に挿入し、各々が同方向に位置する様にセツティン
グをして、真空炉を用い真空炉中４ 鑞付（真空度５Ｘ１０ Ｔｏｒｒ、加温８５０°Ｃ×５
分）をおこなった。鑞付接合後に、前述の従来列と同じ
方法で、第１図に示した様にリード線５の接続がおこな
われる。
この方法によれば、スパッタ法を用い、合金組成を有す
鑞材金属４２を、活性金属３１０表面に薄膜化形成する
ため、薄膜化形成された鑞材金属４２膜の組成ズレは殆
んど発生しない。また、鑞付基材（活性金属３１、鑞付
金属４２）は、薄膜化形成により、一体型構成になるだ
め、鑞付基材の積層化が不要となり、結果として、接合
時の位置ズレ防止やセツティングの簡素化などができる
。
鑞材金属４２を、活性金属３１０表面に薄膜化形成する
ため、薄膜化形成された鑞材金属４２膜の組成ズレは殆
んど発生しない。また、鑞付基材（活性金属３１、鑞付
金属４２）は、薄膜化形成により、一体型構成になるだ
め、鑞付基材の積層化が不要となり、結果として、接合
時の位置ズレ防止やセツティングの簡素化などができる
。
なお、セラミック基板１の接合部は、ＴｉＯなとの中間
層が確認され、従来の正常な接合と同様、機械的強度も
安定したものであった。
層が確認され、従来の正常な接合と同様、機械的強度も
安定したものであった。
次に、活性金属３１にＺｒ薄板（寸法はＴｉと同じ）を
選び、前記実施例と同じ方法で鑞材金属４２をスパッタ
法で薄膜化形成し、さらに真空炉中鑞付をおこなった。
選び、前記実施例と同じ方法で鑞材金属４２をスパッタ
法で薄膜化形成し、さらに真空炉中鑞付をおこなった。
その結果、前記実施例とほぼ同等の結果であった。
発明の効果
以上のように、本発明のセラミックと金属の鑞付方法に
よれば、スパッタ法を用い、合金組成を有す鑞材金属を
、活性金属の表面に薄膜化形成するため、膜形成された
鑞材金属の組成ズレは殆んど無く、結果として鑞付時の
温度制御が安定化できる効果がある。また、鑞付基材（
活性金属、鑞材金属）は一体型のため、前述の様な鑞付
基材の積層化による、接合部の位置ズレやセツティング
の簡素化などの問題は防ぐことができる。
よれば、スパッタ法を用い、合金組成を有す鑞材金属を
、活性金属の表面に薄膜化形成するため、膜形成された
鑞材金属の組成ズレは殆んど無く、結果として鑞付時の
温度制御が安定化できる効果がある。また、鑞付基材（
活性金属、鑞材金属）は一体型のため、前述の様な鑞付
基材の積層化による、接合部の位置ズレやセツティング
の簡素化などの問題は防ぐことができる。
第１図はセラミックと金属の鑞付の代表夕１」を示す断
面図、第２図は従来の鑞付方法を示す断面図、第３図は
従来例の問題点を説明する平面図、第４図は従来のもう
一方の鑞付方法ならびに、本発明方法の一実施例を説明
する断面図である。 １・・・・・・セラミック基材、２・・・・・・金属基
材、３１・・・・・・活性金属、４２・・・・・・鑞材
金属、５・・・・・・リード線、１１・・・・・感温抵
抗体膜、１２・・・・・・電極。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図 第３図 ／１ 第４図 ４ノ（４２）
面図、第２図は従来の鑞付方法を示す断面図、第３図は
従来例の問題点を説明する平面図、第４図は従来のもう
一方の鑞付方法ならびに、本発明方法の一実施例を説明
する断面図である。 １・・・・・・セラミック基材、２・・・・・・金属基
材、３１・・・・・・活性金属、４２・・・・・・鑞材
金属、５・・・・・・リード線、１１・・・・・感温抵
抗体膜、１２・・・・・・電極。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図 第３図 ／１ 第４図 ４ノ（４２）
Claims (3)
- （１）セラミック基材と金属基材と鑞付基材とからなり
、前記鑞付基材は、活性金属の表面に合金組成を有す鑞
材金属をスパッタ法で薄膜化形成した構成からなり、こ
の鑞付基材を介して、前記の両基材を不活性雰囲気中で
真空鑞付するセラミックと金属の鑞付方法。 - （２）セラミック基材は、成分中にＳｉＣ２を含む組成
からなる特許請求の範囲第１項記載のセラミックと金属
の鑞付方法。 - （３）活性金属は、Ｔｉ、Ｚｒ、などの金属材料からな
る特許請求の範囲第１項記載のセラミックと金属の鑞付
方法。 （４鑞材金属は、組成が銀と銅の合金からなる特許請求
の範囲第１項記載のセラミックと金属の鑞伺方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8643684A JPS60231474A (ja) | 1984-04-27 | 1984-04-27 | セラミツクと金属の鑞付方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8643684A JPS60231474A (ja) | 1984-04-27 | 1984-04-27 | セラミツクと金属の鑞付方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60231474A true JPS60231474A (ja) | 1985-11-18 |
Family
ID=13886860
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8643684A Pending JPS60231474A (ja) | 1984-04-27 | 1984-04-27 | セラミツクと金属の鑞付方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60231474A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4729504A (en) * | 1985-06-01 | 1988-03-08 | Mizuo Edamura | Method of bonding ceramics and metal, or bonding similar ceramics among themselves; or bonding dissimilar ceramics |
| US4901904A (en) * | 1985-07-22 | 1990-02-20 | Ngk Insulators, Ltd. | Method of producing brazing metals |
| US4924033A (en) * | 1988-03-04 | 1990-05-08 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Brazing paste for bonding metal and ceramic |
| WO2010100432A3 (en) * | 2009-03-06 | 2010-11-18 | Institute Of Metal Research, Chinese Academy Of Sciences | Sealing technology |
-
1984
- 1984-04-27 JP JP8643684A patent/JPS60231474A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4729504A (en) * | 1985-06-01 | 1988-03-08 | Mizuo Edamura | Method of bonding ceramics and metal, or bonding similar ceramics among themselves; or bonding dissimilar ceramics |
| US4901904A (en) * | 1985-07-22 | 1990-02-20 | Ngk Insulators, Ltd. | Method of producing brazing metals |
| US4924033A (en) * | 1988-03-04 | 1990-05-08 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Brazing paste for bonding metal and ceramic |
| WO2010100432A3 (en) * | 2009-03-06 | 2010-11-18 | Institute Of Metal Research, Chinese Academy Of Sciences | Sealing technology |
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