JPS59174581A - アルミニウムとアルミナとの接合方法 - Google Patents
アルミニウムとアルミナとの接合方法Info
- Publication number
- JPS59174581A JPS59174581A JP4595383A JP4595383A JPS59174581A JP S59174581 A JPS59174581 A JP S59174581A JP 4595383 A JP4595383 A JP 4595383A JP 4595383 A JP4595383 A JP 4595383A JP S59174581 A JPS59174581 A JP S59174581A
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- JP
- Japan
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- alumina
- aluminum
- joining
- intermediate layer
- bonding
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- 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】
この発明はアルミニウムまたはアルミニウム合金とアル
ミナとの接合方法の改良に係る。
ミナとの接合方法の改良に係る。
近時電子部品或いは真空機器にセラミックスが広く用い
られるようになって来ており、そのためにセラミックス
とアルミニウムまたはアルミニウム合金（以下アルミニ
ウムという）との接合について種々研究が行われている
。
られるようになって来ており、そのためにセラミックス
とアルミニウムまたはアルミニウム合金（以下アルミニ
ウムという）との接合について種々研究が行われている
。
その代表的な接合方法として例えばアルミナの表面をＭ
ｏ −Ｍ ｎ法で処理し、これに銅をろう付けする方
法がある。即ち３μｍ以下のＭｏ粉に同じく３μｍ以下
のＭｎ粉を１５〜２０％混合し、有機バインダを加えて
練り合わせてアルミナ表面に塗布し、これを水蒸気を含
む水素気流中で１３００〜１５００℃で焼いて、アルミ
ナ表面にガラス質の中間層を形成する。次にこの表面に
Ｎｉめっきを施して濡れ性をよくしてから、適当なろう
材を用いて相手のアルミニウムと水素気流中で加熱、ろ
う付番ノする方法である。
ｏ −Ｍ ｎ法で処理し、これに銅をろう付けする方
法がある。即ち３μｍ以下のＭｏ粉に同じく３μｍ以下
のＭｎ粉を１５〜２０％混合し、有機バインダを加えて
練り合わせてアルミナ表面に塗布し、これを水蒸気を含
む水素気流中で１３００〜１５００℃で焼いて、アルミ
ナ表面にガラス質の中間層を形成する。次にこの表面に
Ｎｉめっきを施して濡れ性をよくしてから、適当なろう
材を用いて相手のアルミニウムと水素気流中で加熱、ろ
う付番ノする方法である。
このようにアルミナはろうの濡れ性が悪いので直接に金
属とろう付けすることが出来ず、アルミナ表面に予め中
間層を設けてろう付けせねばならないので手間がかかる
上に、熟練を必要とする等の問題がある。
属とろう付けすることが出来ず、アルミナ表面に予め中
間層を設けてろう付けせねばならないので手間がかかる
上に、熟練を必要とする等の問題がある。
本発明はアルミナに中間層を設けることなく、アルミニ
ウムまたはアルミニウム合金と容易に接合する方法を提
供することを目的とし、アルミニウムとアルミナとを接
合する方法において、両者を重ね、その間に金、銀また
は銅の一つまたは二つ以上の中間層を介在させて圧接し
ながら真空もしくは不活性ガス雰囲気中でアルミニウム
と中間層金属との共晶温度以上に加熱して接合すること
を特徴とするアルミニウムとアルミナとの接合方法に係
る。
ウムまたはアルミニウム合金と容易に接合する方法を提
供することを目的とし、アルミニウムとアルミナとを接
合する方法において、両者を重ね、その間に金、銀また
は銅の一つまたは二つ以上の中間層を介在させて圧接し
ながら真空もしくは不活性ガス雰囲気中でアルミニウム
と中間層金属との共晶温度以上に加熱して接合すること
を特徴とするアルミニウムとアルミナとの接合方法に係
る。
本発明者は金属の圧接について研究を続けているが、そ
の知識をアルミナとアルミニウムとの接合に応用するこ
とを試み、種々実験を重ねているうちアルミニウムと金
、銀または銅との共晶合金はアルミナに対して濡れ性が
良好なことを見出した。アルミニウムとこれら金属の共
晶温度は金の場合は６４２°Ｃ，銀の場合５５６°Ｃ，
銅の場合５４８℃であるから、これらの共晶温度とアル
ミニウムの融点との間の温度に加熱すればよいことにな
る。アルミニウム合金の場合は３元以上の共晶になるの
で加熱温度の下限はこれより若干低い温度となる。
の知識をアルミナとアルミニウムとの接合に応用するこ
とを試み、種々実験を重ねているうちアルミニウムと金
、銀または銅との共晶合金はアルミナに対して濡れ性が
良好なことを見出した。アルミニウムとこれら金属の共
晶温度は金の場合は６４２°Ｃ，銀の場合５５６°Ｃ，
銅の場合５４８℃であるから、これらの共晶温度とアル
ミニウムの融点との間の温度に加熱すればよいことにな
る。アルミニウム合金の場合は３元以上の共晶になるの
で加熱温度の下限はこれより若干低い温度となる。
本発明は」−記の性質を利用した簡便なかつ容易に実施
できる接合方法にかかる。次に本発明の実施態様につい
て説明する。
できる接合方法にかかる。次に本発明の実施態様につい
て説明する。
アルミニウムとしてＡＳＴＭ−５０５６材の１０ｍ丸×
１５龍長の丸棒、アルミナはＡＤＳ−２０材（ＡＩ２０
３９９．０％）の１０１１丸×１０朋長の丸棒、中間層
材料としては厚さ５０μｍの銀箔を使用した。
１５龍長の丸棒、アルミナはＡＤＳ−２０材（ＡＩ２０
３９９．０％）の１０１１丸×１０朋長の丸棒、中間層
材料としては厚さ５０μｍの銀箔を使用した。
これらの材料をアルゴンガス雰囲気（純度９９゜９７％
）中で銀箔を挟んだ試験棒を軸心に沿って加圧しながら
加熱した。その接合条件と接合部の剪断強さの代表的な
値を第１表に示す。
）中で銀箔を挟んだ試験棒を軸心に沿って加圧しながら
加熱した。その接合条件と接合部の剪断強さの代表的な
値を第１表に示す。
第１表
なお、保持時間はいずれも３０分とした。試験Ｎｎ５で
は一部熔融したので剪断強さを測定できなかった。
は一部熔融したので剪断強さを測定できなかった。
第１表によれば次のことが判る。加圧力０．１ｋｇｆ
７ｍ２の場合加熱温度５４０℃では接合しなかったが（
試験階１）、加熱温度５５０℃以上では接合が可能であ
り剪断強さは６〜７ ｋｇｆ ／ ｔｍ ２であった（
試験患２〜４）。このアルミニウム合金と銀との共晶温
度が約５５０℃であるため、５５０°Ｃ以上の加熱で共
晶合金が接合面に形成され、これがアルミナ表面を濡ら
して接合したものと考えられる。一方この合金の融点は
約６００℃であるため試験階６では６００°Ｃ保持で母
材が熔融し始め形状が崩れたものと考えられる。
７ｍ２の場合加熱温度５４０℃では接合しなかったが（
試験階１）、加熱温度５５０℃以上では接合が可能であ
り剪断強さは６〜７ ｋｇｆ ／ ｔｍ ２であった（
試験患２〜４）。このアルミニウム合金と銀との共晶温
度が約５５０℃であるため、５５０°Ｃ以上の加熱で共
晶合金が接合面に形成され、これがアルミナ表面を濡ら
して接合したものと考えられる。一方この合金の融点は
約６００℃であるため試験階６では６００°Ｃ保持で母
材が熔融し始め形状が崩れたものと考えられる。
従って加熱、温度は中間層金属とアルミニウムとの共晶
温度以上で、アルミニウムの融点以下とすることが必要
である。
温度以上で、アルミニウムの融点以下とすることが必要
である。
第１図はアルミニウム合金とアルミナとの接合面近傍の
顕微鏡組織を示す写真である。アルミニウム合金とアル
ミナとの中間に銀・アルミニウム共晶合金が形成され、
これがろうの役目をして両者を接合しているのが認めら
れる。
顕微鏡組織を示す写真である。アルミニウム合金とアル
ミナとの中間に銀・アルミニウム共晶合金が形成され、
これがろうの役目をして両者を接合しているのが認めら
れる。
また第１表から加圧力を０．０５ ｋｇｆ ／ ｉｎ
２がら０、７ ｋｇ ｆ ／ ｔｍ ”に上げると接合
部の剪断強さが６ｋｇｆ／璽１２から１０ｋｇｆ／ｍ２
に増加することがわかる。
２がら０、７ ｋｇ ｆ ／ ｔｍ ”に上げると接合
部の剪断強さが６ｋｇｆ／璽１２から１０ｋｇｆ／ｍ２
に増加することがわかる。
なお、同様な試験を空気中で行ったが、どのように条件
を変えても接合することができなかった。
を変えても接合することができなかった。
アルミニウム合金としてＡＳＴＭ５０８３ （１０１丸
×１５１長）とアルミナＡＤＳ−２０（１０龍丸Ｘ１０
０＋ｎ長）との組合せに対して中間層金属として銅箔（
厚さ１０μｍ）を用いて同様な試験を行い、加勢温度６
００ ’Ｃ１加圧力０．０５ｋｇｆ／ｍ蒙２、保持時間
６０分で接合することが出来た。
×１５１長）とアルミナＡＤＳ−２０（１０龍丸Ｘ１０
０＋ｎ長）との組合せに対して中間層金属として銅箔（
厚さ１０μｍ）を用いて同様な試験を行い、加勢温度６
００ ’Ｃ１加圧力０．０５ｋｇｆ／ｍ蒙２、保持時間
６０分で接合することが出来た。
また中間金属として金箔（厚さ２０μｍ）を用いて同様
に接合試験を行ったところ、同様に加熱温度６００℃、
加圧力０．０’５ ｋｇｆ ／ｗ２、保持時間６０分で
接合することができた。
に接合試験を行ったところ、同様に加熱温度６００℃、
加圧力０．０’５ ｋｇｆ ／ｗ２、保持時間６０分で
接合することができた。
上記の説明では中間層金属に金、銀または銅の箔を用い
た場合について説明したが、箔に限らず、アルミニウム
の接合面にめっきしてもよいし、或いは金、銀、銅の二
つまたは二つ以上を重ねた複合材料を中間層金属として
アルミニウムとアルミナとの間に挟んで使用しても、こ
れらの金属は容易に圧接されるので、単独で用いた場合
と同様にアルミニウムとアルミナの接合に用いることが
出来ることは容易に理解されよう。
た場合について説明したが、箔に限らず、アルミニウム
の接合面にめっきしてもよいし、或いは金、銀、銅の二
つまたは二つ以上を重ねた複合材料を中間層金属として
アルミニウムとアルミナとの間に挟んで使用しても、こ
れらの金属は容易に圧接されるので、単独で用いた場合
と同様にアルミニウムとアルミナの接合に用いることが
出来ることは容易に理解されよう。
以上説明したように本発明の方法によれば従来法のろう
付けとは異なってアルミナの濡れ性を改善するための処
理を予め施す必要がないので作業が簡単になり、或いは
ろう材の費用を低減出来る等その実用上の効果は大きい
。
付けとは異なってアルミナの濡れ性を改善するための処
理を予め施す必要がないので作業が簡単になり、或いは
ろう材の費用を低減出来る等その実用上の効果は大きい
。
第１図はアルミニウム合金とアルミナとの接合面近傍の
顕微鏡組織を示す写真（１００倍）である。 特許出願人代理人 弁理士 鴨志１）次男第１図（Ｘ
１００ ）
顕微鏡組織を示す写真（１００倍）である。 特許出願人代理人 弁理士 鴨志１）次男第１図（Ｘ
１００ ）
Claims (1)
- アルミニウムとアルミナとを接合する方法において、両
者を重ね、その間に金、銀または銅の一つまたは二つ以
上の中間層を介在させて圧接しながら真空もしくは不活
性ガス雰囲気中でアルミニウムと中間層金属との共晶温
度以上に加熱して接合することを特徴とするアルミニウ
ムとアルミナとの接合方法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4595383A JPS59174581A (ja) | 1983-03-22 | 1983-03-22 | アルミニウムとアルミナとの接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4595383A JPS59174581A (ja) | 1983-03-22 | 1983-03-22 | アルミニウムとアルミナとの接合方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59174581A true JPS59174581A (ja) | 1984-10-03 |
Family
ID=12733638
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4595383A Pending JPS59174581A (ja) | 1983-03-22 | 1983-03-22 | アルミニウムとアルミナとの接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59174581A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6152675A (ja) * | 1984-08-21 | 1986-03-15 | Konishiroku Photo Ind Co Ltd | 画像転写装置 |
| JP2001010874A (ja) * | 1999-03-27 | 2001-01-16 | Nippon Hybrid Technologies Kk | 無機材料とアルミニウムを含む金属との複合材料の製造方法とその関連する製品 |
| JP2011066385A (ja) * | 2009-03-31 | 2011-03-31 | Mitsubishi Materials Corp | パワーモジュール用基板、パワーモジュール及びパワーモジュール用基板の製造方法 |
| US8564118B2 (en) | 2008-06-06 | 2013-10-22 | Mitsubishi Materials Corporation | Power module substrate, power module, and method for manufacturing power module substrate |
-
1983
- 1983-03-22 JP JP4595383A patent/JPS59174581A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6152675A (ja) * | 1984-08-21 | 1986-03-15 | Konishiroku Photo Ind Co Ltd | 画像転写装置 |
| JP2001010874A (ja) * | 1999-03-27 | 2001-01-16 | Nippon Hybrid Technologies Kk | 無機材料とアルミニウムを含む金属との複合材料の製造方法とその関連する製品 |
| US8564118B2 (en) | 2008-06-06 | 2013-10-22 | Mitsubishi Materials Corporation | Power module substrate, power module, and method for manufacturing power module substrate |
| US8921996B2 (en) | 2008-06-06 | 2014-12-30 | Mitsubishi Materials Corporation | Power module substrate, power module, and method for manufacturing power module substrate |
| JP2011066385A (ja) * | 2009-03-31 | 2011-03-31 | Mitsubishi Materials Corp | パワーモジュール用基板、パワーモジュール及びパワーモジュール用基板の製造方法 |
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