JPS632866A - セラミツクスと金属とのはんだ付け方法 - Google Patents
セラミツクスと金属とのはんだ付け方法Info
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- JPS632866A JPS632866A JP14303386A JP14303386A JPS632866A JP S632866 A JPS632866 A JP S632866A JP 14303386 A JP14303386 A JP 14303386A JP 14303386 A JP14303386 A JP 14303386A JP S632866 A JPS632866 A JP S632866A
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Landscapes
- 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】
〔産業上の利用分野〕
本発明はセラミックスと金属とのはんだ付け方法に係り
、特にセラミックスの表面処理を簡略化して金属とのは
んだ付けを実施したい電子部品や半導体部品などに使用
して好適なセラミックスと金属とのはんだ付け方法に関
する。
、特にセラミックスの表面処理を簡略化して金属とのは
んだ付けを実施したい電子部品や半導体部品などに使用
して好適なセラミックスと金属とのはんだ付け方法に関
する。
セラミックスと金属とをはんだ付けする方法としては、
（１）Ｍ Ｏ−Ｍ ｎ法や硫化銅法で代表されるよう
に、セラミックス表面に金属粉末を焼きつけて（メタラ
イズ）、その後のはんだ付けを容易にするため、メタラ
イズ部にＮｉめつき更にＡｕめつきあるいはＣｒめっき
後に前述のＮｉめつき。
（１）Ｍ Ｏ−Ｍ ｎ法や硫化銅法で代表されるよう
に、セラミックス表面に金属粉末を焼きつけて（メタラ
イズ）、その後のはんだ付けを容易にするため、メタラ
イズ部にＮｉめつき更にＡｕめつきあるいはＣｒめっき
後に前述のＮｉめつき。
ＡＬＩめっきを施して金属とはんだ付けする方法が知ら
れている。また、 （２）！ｆｆ開昭４？−１７６４２
号。
れている。また、 （２）！ｆｆ開昭４？−１７６４２
号。
特開昭４７−２００４１号に記載のように、ガラスや酸
化物系セラミックスと金属とをｐｂ−３ｎを主成分とし
Ｚｎ、Ｓｂ、Ｓｉ、 Ｔｉ、 Ｂｅおよび稀土類の元素
を添加して成るはんだによシはんだ付けする方法がある
。
化物系セラミックスと金属とをｐｂ−３ｎを主成分とし
Ｚｎ、Ｓｂ、Ｓｉ、 Ｔｉ、 Ｂｅおよび稀土類の元素
を添加して成るはんだによシはんだ付けする方法がある
。
上記従来技術は、前者は、セラミックス上にメタライズ
処理を施さなければならず、メタライズのだめの雰囲気
の厳密なコントロールやメタライズ後のめつき処理が必
要であると共に、工程の複雑さからの制約、メタライズ
面に気孔などの欠陥が生じ易い問題がある。また、後者
は、セラミックスの中でもガラスや酸化物系セラミック
スに限られるため１例えば炭化珪素（ＳｉＣ）、窒化珪
素（ＳｉｓＮｉ）などの非酸化物系セラミックスと金属
とのはんだ付けには問題がある。
処理を施さなければならず、メタライズのだめの雰囲気
の厳密なコントロールやメタライズ後のめつき処理が必
要であると共に、工程の複雑さからの制約、メタライズ
面に気孔などの欠陥が生じ易い問題がある。また、後者
は、セラミックスの中でもガラスや酸化物系セラミック
スに限られるため１例えば炭化珪素（ＳｉＣ）、窒化珪
素（ＳｉｓＮｉ）などの非酸化物系セラミックスと金属
とのはんだ付けには問題がある。
本発明の目的は、従来技術の問題点を解消し。
メタライズ処理及びめっき処理を省略でき、しかも非酸
化物系セラミックスも含めセラミックスと金属とのはん
だ付け方法を提供することにある。
化物系セラミックスも含めセラミックスと金属とのはん
だ付け方法を提供することにある。
上記目的は、セラミックスの表面にＡｌあるいはＡｌ合
金、さらにＡｌあるいはＡｌ合金の面に２０あるいはＺ
ｎ−Ａｌ系合金を接合させることにより、達成される。
金、さらにＡｌあるいはＡｌ合金の面に２０あるいはＺ
ｎ−Ａｌ系合金を接合させることにより、達成される。
Ａｌ４るいはＡｌ合金は、各種セラミックス例えば＊
Ａ１２ｏ３＋ ＺｒＯｘなどの酸化物系セラミックスや
ＳｉＣ，Ｓｉ、Ｎ、などの非酸化物系セラミックスと接
合することができる。しかし、ＡｌやＡｌ合金は界面に
強固な酸化皮膜を形成するためＡｌやＡｌ合全面にはん
だ付けするのが非常に難しい。
Ａ１２ｏ３＋ ＺｒＯｘなどの酸化物系セラミックスや
ＳｉＣ，Ｓｉ、Ｎ、などの非酸化物系セラミックスと接
合することができる。しかし、ＡｌやＡｌ合金は界面に
強固な酸化皮膜を形成するためＡｌやＡｌ合全面にはん
だ付けするのが非常に難しい。
−方、Ｚｎ−？Ｚｎ−Ａｌ系合金が容易にはんだ付けす
ることができることを明らかにした。これによって、セ
ラミックスとＡｌ６るいばＡｌ合金との接合体のＡｌあ
るいはＡｌ合金の面にＺｎを含有した層を形成させるこ
ととした。それてよって、セラミックスと金属とを容易
にはんだ付けすることができるようになった。
ることができることを明らかにした。これによって、セ
ラミックスとＡｌ６るいばＡｌ合金との接合体のＡｌあ
るいはＡｌ合金の面にＺｎを含有した層を形成させるこ
ととした。それてよって、セラミックスと金属とを容易
にはんだ付けすることができるようになった。
以下、本発明の実施例を図面に従って説明する。
（その１）
ＳｉＣとＣｕとのはんだ付け例
第１図に示すように、ＳｉＣｇ円板１、Ａｌ合金を石板
、Ａｌ−８１−Ｍｇ合金を両表皮材とする三層の７−）
２．純Ａｌ３．Ｚｎ −Ａｌ合金４およびはんだ付けす
る相手金属としてＣｕ５をはんだ６によυ接合する構造
となる。この接合方法は第２図に示す手順で行う。まず
、（ａ）ＳｉＣ製円板１とシート２及び純Ａｌ３を真空
雰囲気下（２〜３Ｘ １０−′Ｔｏｒｒ以下）で接合温
度６０（ｌで１０分間加熱保持して接合し、次に、（ｂ
）大気中において、接合の完了した純Ａｌ３と７．ｎ−
Ａｌ合金４とをＺｎ−Ａ４合金の固相線以上例えば４０
０Ｃに加熱し純Ａｌ３にＺｎ−Ａｌ合金４を押し付けて
接合させる。その後冷却させ、（Ｃ）接合の完了したＺ
ｎ−Ａｌ合金４とＣｕ５とをはんだ６を用いてはんだ付
けを行う。５ｔｃｘと純Ａｌ３とをシート２により接合
する場合、約５８５０でシート２の両表皮材ｋｌ、
Ｓ ！ Ｍｇ合金は溶融状態となり、Ａｌ、Ｓｉは純
ＡｌはもちろんＳｉＣと接合する。また、この接合にお
いて接合圧力（０，１〜２ｋｇｆ／ｗ” ）を加えると
、なお−層接合性は向上する。−方、純Ａｌ３とＺ ｎ
−Ａ １合金４との接合の場合ｔＺｎ−Ａｚ合金の共
晶点が約３８２０にあるため、この温度以上に加熱する
とＺｎ−Ａｌ合金の一部あるいは全体が溶融状態となシ
。
、Ａｌ−８１−Ｍｇ合金を両表皮材とする三層の７−）
２．純Ａｌ３．Ｚｎ −Ａｌ合金４およびはんだ付けす
る相手金属としてＣｕ５をはんだ６によυ接合する構造
となる。この接合方法は第２図に示す手順で行う。まず
、（ａ）ＳｉＣ製円板１とシート２及び純Ａｌ３を真空
雰囲気下（２〜３Ｘ １０−′Ｔｏｒｒ以下）で接合温
度６０（ｌで１０分間加熱保持して接合し、次に、（ｂ
）大気中において、接合の完了した純Ａｌ３と７．ｎ−
Ａｌ合金４とをＺｎ−Ａ４合金の固相線以上例えば４０
０Ｃに加熱し純Ａｌ３にＺｎ−Ａｌ合金４を押し付けて
接合させる。その後冷却させ、（Ｃ）接合の完了したＺ
ｎ−Ａｌ合金４とＣｕ５とをはんだ６を用いてはんだ付
けを行う。５ｔｃｘと純Ａｌ３とをシート２により接合
する場合、約５８５０でシート２の両表皮材ｋｌ、
Ｓ ！ Ｍｇ合金は溶融状態となり、Ａｌ、Ｓｉは純
ＡｌはもちろんＳｉＣと接合する。また、この接合にお
いて接合圧力（０，１〜２ｋｇｆ／ｗ” ）を加えると
、なお−層接合性は向上する。−方、純Ａｌ３とＺ ｎ
−Ａ １合金４との接合の場合ｔＺｎ−Ａｚ合金の共
晶点が約３８２０にあるため、この温度以上に加熱する
とＺｎ−Ａｌ合金の一部あるいは全体が溶融状態となシ
。
純Ａｌ面に新たなＺ ｎ −Ａ Ｌ合金が形成される。
このように、純Ａｌの表面にＺｎｔ含んだ７．ｎ−Ａｌ
合金が形成されると、はんだの溶融温度領域でＺｎ−Ａ
ｌ合金の酸化皮膜は容易に破壊され。
合金が形成されると、はんだの溶融温度領域でＺｎ−Ａ
ｌ合金の酸化皮膜は容易に破壊され。
はんだ付けが可能となる。ＳｉＣとＣｕとをはんだ付け
した際の各接合部断面組織を観察したところＳｉ ＣＫ
は熱応力による亀裂は認められず、この接合体によるＨ
ｅリーク試験では１０−”Ｔｏｒｒ−４／ｘ以下の気密
性があることも確認できた。
した際の各接合部断面組織を観察したところＳｉ ＣＫ
は熱応力による亀裂は認められず、この接合体によるＨ
ｅリーク試験では１０−”Ｔｏｒｒ−４／ｘ以下の気密
性があることも確認できた。
（その２）
第２図（ｂ）で示１７た接合物をアルゴン雰囲気中（１
気圧）で、加熱温度６００Ｃ，加圧力２ｋｇｆ／ｊｏ１
２で１０分間加熱、加圧保持して同時に接合させ、冷却
後はんだによりセラミックスと金属とをはんだ付けした
。その結果、Ｈｅ１Ｊ−り試験において実施例（その１
）と同碌の気密性が得られていた。
気圧）で、加熱温度６００Ｃ，加圧力２ｋｇｆ／ｊｏ１
２で１０分間加熱、加圧保持して同時に接合させ、冷却
後はんだによりセラミックスと金属とをはんだ付けした
。その結果、Ｈｅ１Ｊ−り試験において実施例（その１
）と同碌の気密性が得られていた。
本発明によれば、セラミックスとＡｌあるいはＡｌ合金
とを接合し、更にＡｌあるいはＡ を合金にＺｎあるい
はＺｎ−ＡＡ系合金に接合することにより、セラミック
スと金属とｔｌ−はんだ付けすることができるので次の
ような効果を達成できる。
とを接合し、更にＡｌあるいはＡ を合金にＺｎあるい
はＺｎ−ＡＡ系合金に接合することにより、セラミック
スと金属とｔｌ−はんだ付けすることができるので次の
ような効果を達成できる。
（１） セラミックスと金属と全はんだ付けするまで
の工程で、処理温度を６６０Ｃ以下に下げることができ
、冷却中のセラミックスに発生する熱応力が小さくなシ
、セラミックスに亀裂が発生］−にくい。その結果、セ
ラミックスとＡｌ間の強度信頼性が向上する。また、安
価なｋｔを用いるので大幅な原価低減が図れる。
の工程で、処理温度を６６０Ｃ以下に下げることができ
、冷却中のセラミックスに発生する熱応力が小さくなシ
、セラミックスに亀裂が発生］−にくい。その結果、セ
ラミックスとＡｌ間の強度信頼性が向上する。また、安
価なｋｔを用いるので大幅な原価低減が図れる。
（２）はんだ付け性を向上させるために行っていためっ
き処理を省略することができるので、大幅な工程数の削
減ができるとともに、原価低減にも太きく寄与する。
き処理を省略することができるので、大幅な工程数の削
減ができるとともに、原価低減にも太きく寄与する。
（３） 複雑なメタライズ処理を簡便なＡｌによる接
合とすることができるため、工程管理も容易になり工程
数も軽減できる。
合とすることができるため、工程管理も容易になり工程
数も軽減できる。
第１図は本発明の一実施例の構成部材の縦断面図、第２
図は第１図を構成するまでの工程ごとの構成部材縦断面
図である。 ｌ・・・ＳｉＣ円板、２・・・Ａｌ−８１−Ｍｇ合金シ
ート。 ３・・・純Ａｌ板、４・・・Ｚｎ−Ａｌ合金板、５・・
・Ｃｕ円板、６・・・はんだ。
図は第１図を構成するまでの工程ごとの構成部材縦断面
図である。 ｌ・・・ＳｉＣ円板、２・・・Ａｌ−８１−Ｍｇ合金シ
ート。 ３・・・純Ａｌ板、４・・・Ｚｎ−Ａｌ合金板、５・・
・Ｃｕ円板、６・・・はんだ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、セラミックスと金属とのはんだ付け方法であつて、
セラミックスにあらかじめＡｌあるいはＡｌ合金を加熱
して接合し、更にＡｌあるいはＡｌ合金の面にＺｎある
いはＺｎ−Ａｌ系合金を加熱して接合し、その後、金属
をはんだ付けすることを特徴とするセラミックスと金属
とのはんだ付け方法。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記Ａｌあるいは
Ａｌ合金をＡｌあるいはＡｌ合金の固相線以上の温度に
加熱してセラミックスとＡｌあるいはＡｌ合金とを接合
し、更にＺｎあるいはＺｎ−Ａｌ系合金の固相線以上の
温度に加熱してＡｌあるいはＡｌ合金とＺｎあるいはＺ
ｎ−Ａｌ系合金とを接合してから金属をはんだ付けする
ことを特徴とするセラミックスと金属とのはんだ付け方
法。 ３、特許請求の範囲第１項又は第２項の方法において、
前記Ａｌ合金としてＡｌ−Ｓｉ合金からなるシートある
いは粉末を用いることを特徴とするセラミックスと金属
とのはんだ付け方法。 ４、特許請求の範囲第１項又は第２項の方法において、
前記Ａｌ合金として、純ＡｌあるいはＡｌ合金を心板と
しＡｌ−Ｓｉ合金を両表皮材とするシートを用いること
を特徴とするセラミックスと金属とのはんだ付け方法。 ５、特許請求の範囲第４項において、前記シートとして
、純ＡｌあるいはＡｌ合金の表面にＡｌ−Ｓｉ合金粉末
を塗布あるいは溶射してシートとして用いることを特徴
とするセラミックスと金属とのはんだ付け方法。 ６、特許請求の範囲第４項又は第５項において、前記心
材の一方の面にＡｌ−Ｓｉ合金を表皮材とし、セラミッ
クスとＡｌ−Ｓｉ合金表皮材とを接合することを特徴と
するセラミックスと金属とのはんだ付け方法。 ７、特許請求の範囲第１項又は第２項の方法において、
セラミックス、ＡｌあるいはＡｌ合金及びＺｎあるいは
Ｚｎ−Ａｌ系合金を組合せ、ＡｌあるいはＡｌ合金かＺ
ｎあるいはＺｎ−Ａｌ系合金のどちらか固相線温度の高
い方の温度以上に加熱して接合することを特徴とするセ
ラミックスと金属とのはんだ付け方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14303386A JPS632866A (ja) | 1986-06-20 | 1986-06-20 | セラミツクスと金属とのはんだ付け方法 |
| US07/063,419 US4854495A (en) | 1986-06-20 | 1987-06-18 | Sealing structure, method of soldering and process for preparing sealing structure |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14303386A JPS632866A (ja) | 1986-06-20 | 1986-06-20 | セラミツクスと金属とのはんだ付け方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS632866A true JPS632866A (ja) | 1988-01-07 |
Family
ID=15329346
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14303386A Pending JPS632866A (ja) | 1986-06-20 | 1986-06-20 | セラミツクスと金属とのはんだ付け方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS632866A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6015379A (ja) * | 1983-07-04 | 1985-01-26 | 株式会社日立製作所 | エレベーターの制御装置 |
-
1986
- 1986-06-20 JP JP14303386A patent/JPS632866A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6015379A (ja) * | 1983-07-04 | 1985-01-26 | 株式会社日立製作所 | エレベーターの制御装置 |
| JPH0122198B2 (ja) * | 1983-07-04 | 1989-04-25 | Hitachi Seisakusho Kk |
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