JPS6040687A - 活性金属ろう材 - Google Patents
活性金属ろう材Info
- Publication number
- JPS6040687A JPS6040687A JP14882983A JP14882983A JPS6040687A JP S6040687 A JPS6040687 A JP S6040687A JP 14882983 A JP14882983 A JP 14882983A JP 14882983 A JP14882983 A JP 14882983A JP S6040687 A JPS6040687 A JP S6040687A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal
- rare earth
- brazing filler
- active
- metals
- Prior art date
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- Granted
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
- B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
- B23K35/302—Cu as the principal constituent
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (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】
〔発明の技術分野〕
本発明は希土類元素を含有する活性金属ろう祠に関する
。
。
金属とセラミックはそれぞれ異なった原子結合状態を有
し、従って金属とセラミックの化学反応性などの化学的
性質、また熱膨張率、電気伝導度などの物理的性質は、
大きく異なっている。そのため、両部材を良好にぬうし
、信頼性の高い冶金的接合を実施する方法が種々検討さ
八ている。
し、従って金属とセラミックの化学反応性などの化学的
性質、また熱膨張率、電気伝導度などの物理的性質は、
大きく異なっている。そのため、両部材を良好にぬうし
、信頼性の高い冶金的接合を実施する方法が種々検討さ
八ている。
ろう接は、母材に変化を与えない。大きな加圧を必要と
しないまた、操作が容易であるなどの利点を有し、金属
とセラミックの接合で重要な接合法になっている。ここ
で金属とセラミックとを良好（：接合するろう材として
知られているもの（＝、活性金属を含むろう拐がある。
しないまた、操作が容易であるなどの利点を有し、金属
とセラミックの接合で重要な接合法になっている。ここ
で金属とセラミックとを良好（：接合するろう材として
知られているもの（＝、活性金属を含むろう拐がある。
活性金属はＴｉ 、Ｚｒなど同期律表でＩｙｂ族の元素
を示し、いずれも金属とセラミックの接合に有効である
ことが知られている。とくに、活性金属はその融点が単
体では高＜ ＜ Ｔｔ １７２０℃、 Ｚｒ １８６０
℃など）そのままでは通常のろう材として不向であるも
のの、ＣｕＮｉ、Ｆｅなとの遷移金属との合金において
はその共晶組成領域において融点を数百℃低下させ、た
とえば最も低いＴｌ−Ｃｕ合金で８７２℃になる。この
ような現象に着目し、遷移金属母材とセラミック母材と
の接合部に活性金属を介在させたり、セラミックとセラ
ミックの母材の接合部に活性金属と遷移金属の両方を介
在させて前記合金を生成せしめ、接合を行う方法などが
特許（ＵＳ ＰａＴ ２，８５７，６６３ ）に開示さ
れている。さらに、活性金属と遷移金属との合金をろう
材として金属とセラミックとの接合を行う方法も考えら
れるが、活性金属と遷移金属との合金はその多くの組成
域で脆性で箔のようなろう材として望ましい形状にする
ことが困難であることから、前記合金を溶融紡糸法と呼
ばれる方法にて非晶質枯造を有する薄板に成形したろう
祠が開発され、特許（特開昭５６−１６３０９３）に開
示されている。
を示し、いずれも金属とセラミックの接合に有効である
ことが知られている。とくに、活性金属はその融点が単
体では高＜ ＜ Ｔｔ １７２０℃、 Ｚｒ １８６０
℃など）そのままでは通常のろう材として不向であるも
のの、ＣｕＮｉ、Ｆｅなとの遷移金属との合金において
はその共晶組成領域において融点を数百℃低下させ、た
とえば最も低いＴｌ−Ｃｕ合金で８７２℃になる。この
ような現象に着目し、遷移金属母材とセラミック母材と
の接合部に活性金属を介在させたり、セラミックとセラ
ミックの母材の接合部に活性金属と遷移金属の両方を介
在させて前記合金を生成せしめ、接合を行う方法などが
特許（ＵＳ ＰａＴ ２，８５７，６６３ ）に開示さ
れている。さらに、活性金属と遷移金属との合金をろう
材として金属とセラミックとの接合を行う方法も考えら
れるが、活性金属と遷移金属との合金はその多くの組成
域で脆性で箔のようなろう材として望ましい形状にする
ことが困難であることから、前記合金を溶融紡糸法と呼
ばれる方法にて非晶質枯造を有する薄板に成形したろう
祠が開発され、特許（特開昭５６−１６３０９３）に開
示されている。
これらのろう材は多くの用途を満足させるものであった
。しかしながら前述のよう（二、金属とセラミックと−
の熱膨張係数は異なるものが多く、特にエレクトロニク
ス部品で多く必要とされるセラミックとＣｕのような組
み合わせの接合ではたとえばＳｉ、Ｎ４セラミツクはそ
の熱膨張係数が約２．５ＸＩＯ”−”／Ｋ、またＡＪＮ
は約４Ｘ１０−’／にであるのに対してＣｕは１７ｘｌ
Ｏ’／にであり、両者は、大きく異なる。そのため熱膨
張係数の大きく異なる金属とセラミックの接合において
は、度々加熱に伴う両相の熱膨張差に起因する応力の発
生（二よりセラミックラックが発生し問題となる。また
、前記応力は加熱温度が高い程増大するため、金属とセ
ラミックとの接合温度の低下、そのため（＝は融点の低
いろう材でなおかつ金属とセラミックとの接合に適する
ろう伺の開発が望まれている。
。しかしながら前述のよう（二、金属とセラミックと−
の熱膨張係数は異なるものが多く、特にエレクトロニク
ス部品で多く必要とされるセラミックとＣｕのような組
み合わせの接合ではたとえばＳｉ、Ｎ４セラミツクはそ
の熱膨張係数が約２．５ＸＩＯ”−”／Ｋ、またＡＪＮ
は約４Ｘ１０−’／にであるのに対してＣｕは１７ｘｌ
Ｏ’／にであり、両者は、大きく異なる。そのため熱膨
張係数の大きく異なる金属とセラミックの接合において
は、度々加熱に伴う両相の熱膨張差に起因する応力の発
生（二よりセラミックラックが発生し問題となる。また
、前記応力は加熱温度が高い程増大するため、金属とセ
ラミックとの接合温度の低下、そのため（＝は融点の低
いろう材でなおかつ金属とセラミックとの接合に適する
ろう伺の開発が望まれている。
本発明は、前記問題点を改良し融点を低下し、かつ金属
とセラミックとの接合に適する活性金属ろう材の提供を
目的とする。
とセラミックとの接合に適する活性金属ろう材の提供を
目的とする。
本発明者らは、前記問題点を改良すべく鋭意研究を重ね
るなかで、遷移金属と活性金属との合金に、さらＣ：希
土類元素を添加することＣ−より、合金の融点を低下さ
せることができ、かつ、活性金属の効果により、金属と
セラミックとを良好に接合するろう材となりうろことを
見いだし本発明（＝到った。
るなかで、遷移金属と活性金属との合金に、さらＣ：希
土類元素を添加することＣ−より、合金の融点を低下さ
せることができ、かつ、活性金属の効果により、金属と
セラミックとを良好に接合するろう材となりうろことを
見いだし本発明（＝到った。
すなわち、本発明は、遷移金属と活性金属との合金の中
でも、特に低い融点を有する合金を形成するＣｕ、Ｎｉ
およびその合金とＴｉあるいはＺｒの組み合わせにより
得られる合金にＬａ、Ｃｅ、Ｐｒのような希土類元素を
添加させることを特徴とするものである。
でも、特に低い融点を有する合金を形成するＣｕ、Ｎｉ
およびその合金とＴｉあるいはＺｒの組み合わせにより
得られる合金にＬａ、Ｃｅ、Ｐｒのような希土類元素を
添加させることを特徴とするものである。
本発明において遷移金属と希土類元素と（特にＣｕ−Ｃ
ｅ、Ｃｕ−Ｐｒ、Ｎｉ −Ｃｅ ）の合金は、その共晶
組成領域において、融点がそれぞれ４１５℃、４７２’
Ｃ、４５３℃であり、５００℃以下の低い融点を有する
。そのため、前記活性金属と遷移金属との合金に、これ
らの希土類元素を添加するごとにより、さらに合金の融
点を低下することが号能である。希土類元素の添加量が
増加するに従って、合金の融点が低下する効果が大きい
。希土類元素の添加は合金の融点を低下するのみならず
、希土類類元素は酸素との親和力が強く、酸化物系セラ
ミックの接合においては、少量の希土類元素添加は、接
合部での楔止め効果や母材との化学結合の向上などの各
種機構（二よる酸化皮膜の剥離抑制効果が期待できる。
ｅ、Ｃｕ−Ｐｒ、Ｎｉ −Ｃｅ ）の合金は、その共晶
組成領域において、融点がそれぞれ４１５℃、４７２’
Ｃ、４５３℃であり、５００℃以下の低い融点を有する
。そのため、前記活性金属と遷移金属との合金に、これ
らの希土類元素を添加するごとにより、さらに合金の融
点を低下することが号能である。希土類元素の添加量が
増加するに従って、合金の融点が低下する効果が大きい
。希土類元素の添加は合金の融点を低下するのみならず
、希土類類元素は酸素との親和力が強く、酸化物系セラ
ミックの接合においては、少量の希土類元素添加は、接
合部での楔止め効果や母材との化学結合の向上などの各
種機構（二よる酸化皮膜の剥離抑制効果が期待できる。
さらに、希土類元素の添加量が多い場合には、接合部で
希土類元素の酸化物など化合物が生成する確率が高くな
り、そのため、金属とセラミックとの接合強度が緩和さ
れる現象が生じるが、これは同時に接合時に生じる熱応
力に対する緩和の効果が期待できるものである。
希土類元素の酸化物など化合物が生成する確率が高くな
り、そのため、金属とセラミックとの接合強度が緩和さ
れる現象が生じるが、これは同時に接合時に生じる熱応
力に対する緩和の効果が期待できるものである。
希土類元素の量は、５原子％未満では、融点低下の効果
が少なく、また７０原子％を越えると、ろう材の酸化が
生じる場合がある。
が少なく、また７０原子％を越えると、ろう材の酸化が
生じる場合がある。
本発明（二おいて、接合すべきセラミックの対象は、窒
化物（ＡＪＮ 、 ８ｉ、Ｎ、など）、炭化物（ＳｉＣ
など）、酸化物（Ａ７．ｏ３など）をはじめとする各種
セラミックである。
化物（ＡＪＮ 、 ８ｉ、Ｎ、など）、炭化物（ＳｉＣ
など）、酸化物（Ａ７．ｏ３など）をはじめとする各種
セラミックである。
また、本発明の活性金属ろう材は常用の溶湯急冷法を適
用して製造することも可能である。すなわち、目的とす
るフィラーメタルの組成の溶融物を調整し、その溶融物
を高速回転する急冷用のドラムの上（：噴出せしめて製
造される。このとき、冷却速度を少なくとも１０”Ｔ：
／５ｆｆ−こすることが好ましい。このようにして、
連続した箔で延性に富んだ活性金属ろう材が得られる。
用して製造することも可能である。すなわち、目的とす
るフィラーメタルの組成の溶融物を調整し、その溶融物
を高速回転する急冷用のドラムの上（：噴出せしめて製
造される。このとき、冷却速度を少なくとも１０”Ｔ：
／５ｆｆ−こすることが好ましい。このようにして、
連続した箔で延性に富んだ活性金属ろう材が得られる。
Ｃｕ７２原子％、Ｔ１２８原子％を含む活性金属ろう材
にｌＯ原子％のＣｅ を添加したろう材ン調整した。前
記活性金属ろう材の融点が約８８０℃であったのに対し
、実施例によるろう材の融点は、約８３０Ｃであり、５
０℃の融点低下が確認された。
にｌＯ原子％のＣｅ を添加したろう材ン調整した。前
記活性金属ろう材の融点が約８８０℃であったのに対し
、実施例によるろう材の融点は、約８３０Ｃであり、５
０℃の融点低下が確認された。
つぎに、溶湯急冷法で本発明に係る活性金属ろう材（厚
み４０μｍ）を作製した。
み４０μｍ）を作製した。
ｌＯ龍角、厚さ２ｎのＡＡＮと１０朋角で厚さ１００μ
ｍの無酸素銅の接合面をトリクレンおよびアセトンで洗
浄、脱脂処理したのち、接合部に実施例のフィラーメタ
ルを挿入し、２ Ｘ １０ ”Ｔｏｒｒの真空度にした
ホットプレス中にセットした。母材間に、上下方向から
０． Ｉ Ｋｐ ／−の圧力を印加し高周波加熱（二よ
り接合部を８５０℃で１０分間保持した。
ｍの無酸素銅の接合面をトリクレンおよびアセトンで洗
浄、脱脂処理したのち、接合部に実施例のフィラーメタ
ルを挿入し、２ Ｘ １０ ”Ｔｏｒｒの真空度にした
ホットプレス中にセットした。母材間に、上下方向から
０． Ｉ Ｋｐ ／−の圧力を印加し高周波加熱（二よ
り接合部を８５０℃で１０分間保持した。
接合部断面を光学顕微鏡で観察した結果、接合部にボイ
ドやクラックは見られず、良好な接合状態を示していた
。
ドやクラックは見られず、良好な接合状態を示していた
。
本発明では以上の如く、融点が低下し金属とセラミック
との接合鑑二適する活性金属ろう相カー？尋られる。
との接合鑑二適する活性金属ろう相カー？尋られる。
代理人 弁理士 則 近 惹 佑
（他１名）
ＰＪ′ｒ［
０発 明 者 白 兼 誠 川１
り
奇１
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１１Ｃｕ、Ｎｉの少なくとも１種１０〜８０原子％、
Ｔｉ、Ｚｒの少なくとも１種１５〜８０原子％および５
原子％以上の希土類元素を含有する活性金属ろう伺。 （２）希土類元素か、５〜７０原子％のＬａ、Ｃｅ。 Ｐｒの少なくとも１種である特許請求の範囲第１項記載
の活性金属ろう材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14882983A JPH0630829B2 (ja) | 1983-08-16 | 1983-08-16 | 活性金属ろう材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14882983A JPH0630829B2 (ja) | 1983-08-16 | 1983-08-16 | 活性金属ろう材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6040687A true JPS6040687A (ja) | 1985-03-04 |
| JPH0630829B2 JPH0630829B2 (ja) | 1994-04-27 |
Family
ID=15461654
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14882983A Expired - Lifetime JPH0630829B2 (ja) | 1983-08-16 | 1983-08-16 | 活性金属ろう材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0630829B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63273592A (ja) * | 1987-04-30 | 1988-11-10 | Daido Steel Co Ltd | Ｔｉ系ろう付材料 |
| JPS63309394A (ja) * | 1987-06-09 | 1988-12-16 | Daido Steel Co Ltd | ＴｉおよびＴｉ合金のろう付接合に適するＴｉ合金系のろう付材料 |
| JPH04157089A (ja) * | 1990-10-18 | 1992-05-29 | Nippon Steel Corp | ぬれ性・耐酸化性の優れたＮｉ基耐熱ロウ材 |
| JPH08255852A (ja) * | 1987-02-10 | 1996-10-01 | Toshiba Corp | 電子部品 |
| KR20030012584A (ko) * | 2001-08-01 | 2003-02-12 | 주식회사삼화합금사 | 용가재용 합금 조성물 및 그 제조방법 |
| CN104772578A (zh) * | 2015-04-10 | 2015-07-15 | 北京航空航天大学 | 一种包括钛-锆-铜-镍的钎料 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69510363T2 (de) * | 1994-10-14 | 1999-10-14 | Honda Motor Co Ltd | Rotor für rotierende maschine, verfahren zu seiner herstellung und magneteinheit |
| CN102814600B (zh) * | 2012-08-28 | 2015-05-20 | 广州有色金属研究院 | 一种陶瓷钎焊用非晶箔带钎料 |
| CN110551918B (zh) * | 2019-09-20 | 2020-09-04 | 安泰天龙钨钼科技有限公司 | 一种钛合金高温钎料及其制备方法 |
-
1983
- 1983-08-16 JP JP14882983A patent/JPH0630829B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08255852A (ja) * | 1987-02-10 | 1996-10-01 | Toshiba Corp | 電子部品 |
| JPS63273592A (ja) * | 1987-04-30 | 1988-11-10 | Daido Steel Co Ltd | Ｔｉ系ろう付材料 |
| JPS63309394A (ja) * | 1987-06-09 | 1988-12-16 | Daido Steel Co Ltd | ＴｉおよびＴｉ合金のろう付接合に適するＴｉ合金系のろう付材料 |
| JPH04157089A (ja) * | 1990-10-18 | 1992-05-29 | Nippon Steel Corp | ぬれ性・耐酸化性の優れたＮｉ基耐熱ロウ材 |
| KR20030012584A (ko) * | 2001-08-01 | 2003-02-12 | 주식회사삼화합금사 | 용가재용 합금 조성물 및 그 제조방법 |
| CN104772578A (zh) * | 2015-04-10 | 2015-07-15 | 北京航空航天大学 | 一种包括钛-锆-铜-镍的钎料 |
| CN104772578B (zh) * | 2015-04-10 | 2018-01-09 | 北京航空航天大学 | 一种包括钛‑锆‑铜‑镍的钎料 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0630829B2 (ja) | 1994-04-27 |
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