JPS63190788A - Ceramics metallization method - Google Patents
Ceramics metallization methodInfo
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- JPS63190788A JPS63190788A JP2205187A JP2205187A JPS63190788A JP S63190788 A JPS63190788 A JP S63190788A JP 2205187 A JP2205187 A JP 2205187A JP 2205187 A JP2205187 A JP 2205187A JP S63190788 A JPS63190788 A JP S63190788A
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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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
瓜呈上q科几光國
本発明はセラミックスの金属化法に関する。さらに詳細
には本発明は、酸化物、炭化物、ホウ化物、AIN、、
TiN、BNまたはこれらの複合物のセラミックスの表
面を金属化し、セラミックスの金属部材または他のセラ
ミックス部材との接合に好適に使用できる金属化面を形
成する方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for metallizing ceramics. More specifically, the present invention relates to oxides, carbides, borides, AIN,
The present invention relates to a method of metallizing the surface of a ceramic made of TiN, BN, or a composite thereof to form a metallized surface that can be suitably used for joining the ceramic to a metal member or other ceramic member.
従来■築肯
セラミックスの金属化法(メタライジング法)とはセラ
ミックスの表面に金属の層を形成する方法である。この
ようにセラミックスの表面を金属化することは、電子部
品におけるセラミックス基板への導線や放熱フィンの接
合、あるいは構造部品やエンジン部品における金属との
またはセラミックス同士の接合等、セラミックスの高強
度な接合を得るのに必要な処理である。Conventional ■ Construction The metallization method of ceramics is a method of forming a metal layer on the surface of ceramics. Metallizing the surface of ceramics in this way is useful for high-strength bonding of ceramics, such as bonding conductive wires and heat dissipation fins to ceramic substrates in electronic components, or bonding metals or ceramics to each other in structural parts and engine parts. This is the process necessary to obtain .
代表的な金属化法としては、モリブデン−マンガン法、
活性金属法および酸化物ソルダー法がある。このうち、
活性金属法は、Ti、 Zrの如き高温で活性となり、
セラミックスと反応しやすくなる活性金属を利用する方
法である。すなわち、板または箔状の活性金属をセラミ
ックスと封着金属との間に挿入し、真空或いは不活性ガ
ス中で加熱処理して封着する方法である。Typical metallization methods include molybdenum-manganese method,
There are active metal methods and oxide solder methods. this house,
In the active metal method, materials such as Ti and Zr become active at high temperatures,
This method uses active metals that easily react with ceramics. That is, this is a method in which a plate or foil-shaped active metal is inserted between the ceramic and the sealing metal, and the ceramics and the sealing metal are heat-treated in a vacuum or an inert gas to seal them.
日経メカニカル(NIKKEI MEC)IANICA
L) 1986.1゜13には活性金属ろう付は法が
記載されている。この活性金属ろう付は法は、ろう材と
活性金属を使用する方法であって、ろう材の箔を活性金
属と共に使用するか、ろう材に活性金属を混入して使用
する。また、S i 3 N 4のようなセラミックス
の表面にNi等の活性金属の粉末を散布し、真空下で加
熱して金属化する方法も開示されている。Nikkei Mechanical (NIKKEI MEC) IANICA
L) 1986.1.13 describes a method for active metal brazing. This active metal brazing method uses a brazing filler metal and an active metal, and either a foil of the brazing filler metal is used together with the active metal, or the active metal is mixed into the brazing filler metal. Also disclosed is a method in which powder of an active metal such as Ni is sprinkled on the surface of a ceramic such as S i 3 N 4 and metallized by heating under vacuum.
、■が解ンしようとする問題へ
上述したように従来の活性金属によるセラミックスの金
属化法としては、活性金属を混入した合金ろう材による
方法、また、箔、板状にして接合する方法等が提案され
ている。しかしながら、これらの方法では、純度の高い
活性金属を使用できず、不純物混入による活性度の低下
がみられる。As mentioned above, the conventional methods of metallizing ceramics with active metals include methods using alloy brazing filler metals mixed with active metals, and methods of bonding them in the form of foils or plates. is proposed. However, in these methods, highly pure active metals cannot be used, and the activity is lowered due to contamination with impurities.
他方、活性金属は、その高活性のため、酸化等の腐蝕し
やすいためせっかくの高活性が生かされない問題点があ
った。On the other hand, because of their high activity, active metals are susceptible to corrosion such as oxidation, so there is a problem in that their high activity cannot be utilized.
また、これらの問題に対し、イオンプレーティング法に
よって高純度のTiをセラミックス表面に蒸着する方法
が提案されている。しかしながら、この方法で蒸着され
たTiJiiは、固相状態で接合されているためセラミ
ックスに対し濡れ性が悪く、セラミックスとの反応が進
行せず界面強度が低いという問題点があった。In addition, in order to solve these problems, a method has been proposed in which highly purified Ti is deposited on the surface of ceramics using an ion plating method. However, since TiJii deposited by this method is bonded in a solid state, it has poor wettability with respect to ceramics, and there are problems in that the reaction with ceramics does not proceed and the interfacial strength is low.
したがって本発明の目的は上記した従来技術の問題を解
決して、清浄かつ健全な金属層をセラミックスの表面に
形成して、他の金属部材またはセラミックスとの強固な
接合面を提供することにある。Therefore, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art and to form a clean and sound metal layer on the surface of ceramics to provide a strong bonding surface with other metal members or ceramics. .
さらに本発明の目的は、金属部材または他のセラミック
ス部材を高強度で接合可能とする金属化面を形成する簡
便且つ経済的に実現できる方法を提供することである。A further object of the present invention is to provide a simple and economically feasible method for forming metallized surfaces that enable high-strength bonding of metal parts or other ceramic parts.
。 占を2するための手
本発明者等は、上記した従来技術のセラミックスの金属
化法の問題を検討し、種々の実験、検討の結果本発明を
完成したものである。. The inventors of the present invention studied the problems of the prior art ceramic metallization method described above, and completed the present invention as a result of various experiments and studies.
本発明に従うと、酸化物、炭化物、ホウ化物、^IN、
TiN5BNまたはこれらの複合物のセラミックスの表
面に物理蒸着法により活性金属を含む2種以上の金属を
蒸着し、それら金属層の融点以上の温度で熱処理するこ
とを特徴とするセラミックスの金属化法が提供される。According to the invention, oxides, carbides, borides, ^IN,
A method for metallizing ceramics is characterized in that two or more metals including an active metal are deposited on the surface of a ceramic made of TiN5BN or a composite thereof by a physical vapor deposition method, and then heat treated at a temperature higher than the melting point of the metal layer. provided.
上記の金属層の熱処理は真空下で行うのが好ましい。The heat treatment of the metal layer described above is preferably carried out under vacuum.
本発明の金属化法で採用する物理蒸着法としては、イオ
ンプレーティング法又はスパッタリング法が好ましい。The physical vapor deposition method employed in the metallization method of the present invention is preferably an ion plating method or a sputtering method.
本発明の方法において2種以上の金属は、それぞれ順次
積層して蒸着してもよく、あるいは同時に複合蒸着して
もよい。複合蒸着とは同時に異種の金属を蒸着又は異種
金属の合金を蒸着することをいう。In the method of the present invention, two or more metals may be deposited in a sequentially laminated manner, or may be deposited in combination at the same time. Composite deposition refers to the simultaneous deposition of different metals or alloys of different metals.
さらに、本発明の方法で好ましく使用される活性金属と
しては、Ti、 Ni、 Zr、 Fe5Nb、 W、
、Mo。Furthermore, active metals preferably used in the method of the present invention include Ti, Ni, Zr, Fe5Nb, W,
, Mo.
T1、AIなどがある。There are T1, AI, etc.
さらに本発明の好ましい態様に従うと、蒸着した金属層
の融点は1600℃以下であり、この金属層を融点より
若干高い温度、すなわち、セラミックスが損傷しない程
度の範囲の温度で真空中で加熱処理することによってセ
ラミックスの表面を金属化する。Further, according to a preferred embodiment of the present invention, the melting point of the vapor-deposited metal layer is 1600°C or less, and the metal layer is heat-treated in vacuum at a temperature slightly higher than the melting point, that is, within a temperature range that does not damage the ceramic. This metallizes the surface of the ceramic.
甘
本発明のセラミックスの金属化法をその各工程毎に作用
を説明する。The effect of each step of the ceramic metallization method of the present invention will be explained.
まず、本発明の方法では、イオンプレーティング法又は
スパッタリング法の如き物理蒸着法により活性金属を含
む2種以上の金属を蒸着することにより活性度の高い状
態でセラミックスに活性金属を接触させる。これは、セ
ラミックスに対し活性金属を純粋な状態(すなわち、高
純度であり、酸化等の腐食のない状態)で接触させるこ
とによりできるだけ反応性を高め、同時に界面に悪影響
を及ぼす酸化物等の発生を抑制するためである。First, in the method of the present invention, two or more metals containing an active metal are deposited by a physical vapor deposition method such as an ion plating method or a sputtering method, thereby bringing the active metal into contact with the ceramic in a highly active state. This is done by bringing the active metal into contact with the ceramic in a pure state (that is, in a state of high purity and without corrosion such as oxidation) to increase the reactivity as much as possible, while at the same time generating oxides that have a negative impact on the interface. This is to suppress the
例えば、Tiの場合、Ti01TiO2の生成は界面の
強度低下の大きな原因となるが、物理蒸着法によるとそ
れらの発生が抑制され、高活性の状態で清浄な状態で活
性金属が蒸着される。For example, in the case of Ti, the generation of Ti01TiO2 is a major cause of a decrease in the strength of the interface, but physical vapor deposition suppresses their generation and allows the active metal to be vapor-deposited in a highly active and clean state.
さらに、本発明では、活性金属を含む2種以上の金属を
蒸着して金属層とする。これは2種以上の金属の層を形
成し、加熱するとこれらの金属が共晶合金状となり、融
点が大巾に低下するからである。すなわち、従来技術の
如く、活性金属単体では融点は非常に高く、加熱溶融す
るとき高温度となりセラミックスが損傷する恐れがある
が、本発明の方法の場合低温度でも加熱溶融できるので
セラミックスの損傷がみられない。このため、本発明の
好ましい態様では金属層の融点を1600″C以下とす
る。2種以上の金属は順次積層してもよいが、同時に複
合蒸着してもよい。Furthermore, in the present invention, two or more metals including an active metal are vapor-deposited to form a metal layer. This is because when a layer of two or more metals is formed and heated, these metals form a eutectic alloy, which significantly lowers the melting point. In other words, as in the prior art, active metal alone has a very high melting point, and when heated and melted, the temperature becomes high and there is a risk of damaging the ceramics, but with the method of the present invention, it can be heated and melted even at low temperatures, so there is no damage to the ceramics. I can't see it. Therefore, in a preferred embodiment of the present invention, the melting point of the metal layer is set to 1600''C or less. Two or more metals may be laminated one after another, or may be compositely deposited at the same time.
次いで蒸着した2種以上の金属層を融点以上の温度で加
熱処理し、融液状態でセラミックスと反応させる。これ
は、金属層を融液状態でセラミックスに接触させること
により濡れ性が向上し、セラミックスと活性金属との接
触面積が増大し、活性金属の活性度を最大限に活用する
ことができ、セラミックスに対し強固な反応層を形成す
ることができるからである。このようにして、固相状態
で反応させるよりもセラミックスに対し濡れ性が向上し
、物理蒸着法により金属層を形成することの相乗効果に
より活性金属の反応性を最大限に引き出すことができる
。また、蒸着された金属は溶融加熱されるため融液状態
をなし、均一にセラミックスと反応し、バラツキのない
安定化した界面強度を得ることができる。Next, the two or more metal layers deposited are heat-treated at a temperature higher than their melting point, and reacted with the ceramic in a molten state. This improves wettability by bringing the metal layer into contact with the ceramic in a molten state, increasing the contact area between the ceramic and the active metal, making it possible to make the most of the activity of the active metal, and This is because a strong reaction layer can be formed. In this way, wettability with respect to ceramics is improved compared to reacting in a solid state, and the reactivity of the active metal can be maximized due to the synergistic effect of forming a metal layer by physical vapor deposition. In addition, since the deposited metal is melted and heated, it becomes a molten liquid and reacts uniformly with the ceramic, making it possible to obtain a stable interfacial strength without variation.
さらに加熱溶融処理を真空下で行うと、活性金属の活性
度が損なわれず、さらに高強度な接合界面が得られるの
で好ましい。Furthermore, it is preferable to carry out the heating and melting treatment under vacuum because the activity of the active metal is not impaired and a bonding interface with even higher strength can be obtained.
これら金属層の熱処理温度として、活性金属の過度の反
応を制御し、又セラミックス自体の変質を防止するため
に、1600℃以下の温度とすることが好ましく、その
ために蒸着する金属層の融点を1600℃以下となるよ
うに蒸着すべき金属群を選択する。The heat treatment temperature for these metal layers is preferably 1600°C or lower in order to control excessive reaction of the active metal and to prevent deterioration of the ceramic itself. The metal group to be deposited is selected so that the temperature is below ℃.
以下、本発明を実施例により説明するが、これらの実施
例は本発明の単なる例示であり、本発明の技術的範囲を
何ら限定するものではないことは勿論である。Hereinafter, the present invention will be explained with reference to Examples, but these Examples are merely illustrative of the present invention, and of course do not limit the technical scope of the present invention.
尖旌炭上
Y2O3を添加して部分安定化したZrO,であって1
0inX1(lnX 1 axの寸法を有するZrO□
セラミックスの試験片をアセトン及びトリクレンで超音
波洗浄器にて洗浄して、油分および水分を除去した。次
いで、本発明に従いイオンプレーティング装置を用いて
、Ti、 Cu、 Agを積層蒸着した後、これらの金
属層全体の融点以上である830℃にて熱処理を行って
ZrO,セラミックスの表面を金属化した。ZrO partially stabilized by adding Y2O3 on Tsimchuan coal, and 1
ZrO□ with dimensions 0inX1 (lnX 1 ax
The ceramic test piece was cleaned with acetone and trichlene in an ultrasonic cleaner to remove oil and water. Next, according to the present invention, Ti, Cu, and Ag are deposited in layers using an ion plating device, and then heat treatment is performed at 830°C, which is higher than the melting point of the entire metal layer, to metallize the surface of ZrO and ceramics. did.
比較のため、上記と同様のZrO,試験片にそれぞれ、
Ti −Cu−Ag合金ろう材を載せて830″Cで熱
処理して金属化を行い、あるいはTiの箔(0、2mm
厚純度99.0%)を試験片上に置き、その上からCu
−Ag合金ろう材を乗せ、上記本発明の実施例と同じ
<830℃で熱処理を行って金属化した。さらにTi及
びNiミノ状物(1鶴厚純度99.5%)を1200℃
15X 10− ’Torr、100 kg/calの
加圧下で上記試験片に接合させて金属化を行った。For comparison, the same ZrO and test pieces as above were used, respectively.
A Ti-Cu-Ag alloy brazing filler metal is placed and heat treated at 830"C for metallization, or a Ti foil (0.2 mm
(purity 99.0%) was placed on the test piece, and Cu
-Ag alloy brazing filler metal was placed on it, and heat treatment was performed at <830° C. as in the above-mentioned example of the present invention to metallize it. Furthermore, Ti and Ni minnows (1 Tsuru thickness purity 99.5%) were heated to 1200°C.
Metallization was performed by joining the above test piece under a pressure of 15×10-'Torr and 100 kg/cal.
これらの本発明の実施例によるものおよび比較例の金属
化面の表面にハンダを用いてSUSワイヤーと接合して
、接合部の引張強度を測定した。The metallized surfaces of these examples of the present invention and comparative examples were joined to SUS wire using solder, and the tensile strength of the joints was measured.
結果を第1表に示す。The results are shown in Table 1.
」JL表
第1表に示す結果より明らかな如く、本発明の方法によ
るTi、 CuおよびAgを積層蒸着して、830℃で
加熱溶融処理すると、極めて高い接合強度の金属化面が
得られる。As is clear from the results shown in Table 1 of the JL Table, when Ti, Cu and Ag are deposited in layers according to the method of the present invention and heated and melted at 830°C, a metallized surface with extremely high bonding strength can be obtained.
さらに、同上の条件でZrO2試験片にイオンプレーテ
ィング装置を用いてTi、 Cu、 Agを積層蒸着し
た金属層を、未処理のままおよび1800”Cまでの各
種温度で熱処理した。形成された金属化層の表面にハン
ダ付けによりワイヤーと接合して、それらの接合部の引
張強度を測定した。結果を第2表に示す。Further, under the same conditions as above, metal layers of Ti, Cu, and Ag were deposited on ZrO2 specimens using an ion plating device, and were heat-treated at various temperatures up to 1800"C while remaining untreated. A wire was bonded to the surface of the coating layer by soldering, and the tensile strength of the bonded portion was measured.The results are shown in Table 2.
第2表
* ZrO□変質強度低下
第2表の結果より明らかな如く、本発明の方法に従い積
層した金属層全体の融点以上の温度で加熱溶融処理した
金属化面は接合強度が高い。一方、加熱溶融温度が金属
層全体の融点を超えて高くなるに従い接合強度が低下す
る。これは、高温度になるにつれてセラミックスが損傷
するためと考えられる。Table 2 * ZrO□ Alteration Strength Decrease As is clear from the results in Table 2, the metallized surfaces heated and melted at a temperature equal to or higher than the melting point of the entire laminated metal layer according to the method of the present invention have high bonding strength. On the other hand, as the heating melting temperature increases beyond the melting point of the entire metal layer, the bonding strength decreases. This is thought to be because ceramics are damaged as the temperature increases.
ス1)粗劃
純度99.0%の(X Altosであって20mX
20mX5鰭の寸法を有するAhOzセラミックス試験
片の表面をアセトンにて超音波洗浄器で10分、さらに
トリクレンで10分洗浄した。次いで、本発明に従いイ
オンプレーティング装置を用いてNi及びCuを各1.
5μm積層状態で蒸着した。このときの蒸着条件は、装
置内真空度3 X 1O−6Torr、基板温度400
’Cであり、高周波によりNiおよびCuをイオン化し
て蒸着を行った。これら金属層全体の融点を測定したと
ころ1230℃であった。1) Crude purity 99.0% (X Altos, 20mX
The surface of an AhOz ceramic test piece having dimensions of 20 m x 5 fins was washed with acetone in an ultrasonic cleaner for 10 minutes, and then with trichlene for 10 minutes. Then, according to the present invention, Ni and Cu are deposited in 1.0 parts each using an ion plating apparatus.
Vapor deposition was performed in a stacked state of 5 μm. The evaporation conditions at this time were: vacuum level inside the device: 3 x 1O-6 Torr, substrate temperature: 400
'C, and Ni and Cu were ionized and deposited using radio frequency. The melting point of the entire metal layer was measured to be 1230°C.
次いで、このようにして得られたNi、 Cuを蒸着し
たA1.O,試験片を加熱炉に導入し、各種温度にて1
0分保持して金属層とセラミックス基板とを反応させた
。こうして形成された金属化面の接着強度を測定するた
めハンダ付けによりワイヤーをボンディングしてその引
張強度の測定を行った。結果を第3表に示す。Next, A1.Ni and Cu thus obtained were deposited. O, the test piece was introduced into the heating furnace and heated at various temperatures for 1
The metal layer and the ceramic substrate were allowed to react for 0 minutes. In order to measure the adhesive strength of the metallized surface thus formed, wires were bonded by soldering and the tensile strength thereof was measured. The results are shown in Table 3.
第3表
第3表から明らかな如く、金属層の融点(1230℃)
以上の加熱温度の処理では接合強度が急激に増大し、加
熱温度が1600℃付近の高温度になると、著しく低下
する。これは、1230℃以上の加熱では金属層が溶融
し、セラミックス基板と活性金属との反応が十分に進行
するので接合強度の増大がみられるのに対して、160
0″Cをこえるとセラミックス基板が劣化するためと考
えられる。As is clear from Table 3, the melting point of the metal layer (1230°C)
In the treatment at the above heating temperature, the bonding strength increases rapidly, and when the heating temperature reaches a high temperature around 1600° C., it decreases significantly. This is because heating above 1230°C melts the metal layer and the reaction between the ceramic substrate and the active metal progresses sufficiently, resulting in an increase in bonding strength.
It is thought that this is because the ceramic substrate deteriorates when the temperature exceeds 0''C.
天」l汁1
10l10mmX10+uの寸法を有するZrB2セラ
ミックス試験片の表面をアセトン及びトリクレンにて超
音波洗浄器にて各10分間洗浄して表面の油分、水分を
除去した。次いで、イオンプレーティング装置を用いて
上記試験片の表面上にZrを0.5μm、Niを1.5
μm積層状態で蒸着した。このとき装置内の真空度は3
Xl0−6Torr、基板温度は300“Cであり、
高周波によりZrとNiとをイオン化して蒸着を行った
。The surface of a ZrB2 ceramic test piece having dimensions of 10 l, 10 mm x 10+ u was washed with acetone and trichloride in an ultrasonic cleaner for 10 minutes each to remove oil and moisture from the surface. Next, using an ion plating device, 0.5 μm of Zr and 1.5 μm of Ni were deposited on the surface of the test piece.
Vapor deposition was performed in a μm stacked state. At this time, the degree of vacuum inside the device is 3
Xl0-6 Torr, the substrate temperature is 300"C,
Zr and Ni were ionized and deposited using high frequency.
これら金属層全体の融点を測定したところ1080℃で
あった。Zr、 Niを蒸着したZrB、試験片を加熱
炉に導入し、未処理のまま、および1300’Cまでの
各種温度に加熱して10分間保持し、金属層とセラミッ
クス基板とを反応させた。これらの接合強度を測定する
ため、ハンダ付けによりワイヤーをポンディングして、
それらの引張強度を測定した。The melting point of these metal layers as a whole was measured and found to be 1080°C. The ZrB test piece on which Zr and Ni had been vapor-deposited was introduced into a heating furnace, and untreated and heated to various temperatures up to 1300'C and held for 10 minutes to cause the metal layer and the ceramic substrate to react. In order to measure the strength of these joints, we bonded the wires by soldering and
Their tensile strength was measured.
結果を第4表に示す。The results are shown in Table 4.
■↓1
本実施例においても金属層の融点1080″Cを超える
温度で加熱処理すると、金属層が溶融してそれに含有さ
れる活性金属がセラミックスと十分に反応するので高い
接合強度が得られる。■↓1 In this example as well, when the metal layer is heated at a temperature exceeding the melting point of 1080''C, the metal layer melts and the active metal contained therein reacts sufficiently with the ceramics, resulting in high bonding strength.
叉施炎土
10龍X10u+X O,5鶴の寸法を有するSiCホ
ットプ゛レス焼結体の基板に対し、スパッタリング法に
てSiとFeを各々1.0μmづつ積層蒸着した。次い
で、これらの金属層全体の融点である1250℃以上の
温度に真空下で加熱して金属化処理を行った。Si and Fe were deposited in layers of 1.0 μm each by sputtering on a substrate of a SiC hot press sintered body having dimensions of 10 dragons x 10 u + X O, 5 cranes. Next, metallization treatment was performed by heating under vacuum to a temperature of 1250° C. or higher, which is the melting point of the entire metal layer.
この金属化面にCu製放熱フィンを接合した。A heat dissipating fin made of Cu was bonded to this metallized surface.
得られた接合体は良好な性状を示し、接合部は全くクラ
ックもなく、強固な界面を形成していた。The resulting joined body exhibited good properties, with no cracks at all at the joint, and a strong interface was formed.
実施例5
10m、X 10mm X O,5■璽の寸法を有し、
ドクターブレードの常圧焼結体の^IN基板にイオンプ
レーティング装置を用いてTiおよびCuを各々0.5
μmずつ積層蒸着を行った。蒸着条件としては、真空度
は5 X 10−6Torr、基板温度は500℃であ
り、TiおよびCuは高周波にてイオン化を行った。蒸
着後のサンプルを蒸着面にAu線を乗せ、加熱炉にて真
空下で各温度域にて熱処理を行い接合を行った。このと
きのAu線の接合強度を引張強度テストによって評価を
行い、それらの結果を第5表に示す。Example 5 It has dimensions of 10m, x 10mm x O, 5cm,
Using an ion plating device, 0.5% each of Ti and Cu was applied to the ^IN substrate of the pressureless sintered body of the doctor blade.
Laminated deposition was performed in μm increments. As for the deposition conditions, the degree of vacuum was 5×10 −6 Torr, the substrate temperature was 500° C., and Ti and Cu were ionized using high frequency. An Au wire was placed on the vapor-deposited surface of the sample after vapor deposition, and the sample was heat-treated in a vacuum at various temperature ranges in a heating furnace to perform bonding. The bonding strength of the Au wire at this time was evaluated by a tensile strength test, and the results are shown in Table 5.
第5表
* AIN表面層が変質著しい
本実施例においても金属層の融点以上の温度で加熱処理
して得た金属化面の接合強度は著しく優れている。また
、1800℃に加熱するとAINセラミックスが変質し
て接合強度も低下する。Table 5* Even in this example in which the AIN surface layer is significantly altered, the bonding strength of the metallized surface obtained by heat treatment at a temperature higher than the melting point of the metal layer is extremely excellent. Moreover, when heated to 1800° C., the quality of the AIN ceramic changes and the bonding strength also decreases.
尖庭桝i
BNセラミックスの基板に対しマグネトロンスパッタリ
ング法を用いてNbとNiとの混合物を厚さ2μmで複
合蒸着した。かくして形成された金属層の融点は123
0”Cであった。次いで、1300℃にて真空炉を用い
て熱処理を行った。A mixture of Nb and Ni was compositely deposited to a thickness of 2 μm on a BN ceramic substrate using magnetron sputtering. The melting point of the metal layer thus formed is 123
0''C. Next, heat treatment was performed at 1300°C using a vacuum furnace.
一方、比較のためNb箔とNi箔(各1鶴厚)を上記B
N基板に対しNb箔を下にして重ね、1350℃にて加
熱炉を用いて熱処理を行った(Nb箔とNu箔全全体融
点は1320℃であった)。On the other hand, for comparison, Nb foil and Ni foil (each 1 piece thick) were used in B above.
The Nb foil was stacked on the N substrate with the Nb foil facing down, and heat treatment was performed at 1350°C using a heating furnace (the melting point of the entire Nb foil and Nu foil was 1320°C).
マグネトロンスパッタリング法にて蒸着後熱処理したも
のは均一で強固な接合界面を形成しており、一方Nb箔
とNi箔を用いたものは、接合界面の強度が弱く、簡単
に箔が剥離してしまった。Those that were heat-treated after vapor deposition using the magnetron sputtering method formed a uniform and strong bonding interface, whereas those that used Nb foil and Ni foil had weak bonding interface strength and the foils easily peeled off. Ta.
又里■四来
以上説明したように、本発明のセラミックスの金属化法
は、酸化物、炭化物、ホウ化物、AIN、TiNまたは
BNのセラミックスの金属化面の形成において、従来法
に比べ大巾な強度向上を有し、均質な接合を達成したも
のである。As explained above, the method for metallizing ceramics of the present invention is much more effective than conventional methods in forming metallized surfaces of oxide, carbide, boride, AIN, TiN, or BN ceramics. This has significantly improved strength and achieves homogeneous bonding.
従って、本発明の金属化法を、セラミックス電子部品に
おける各部品の接合、構造部品、エンジン部品における
金属及びセラミックス同士の接合の分野で利用すると、
従来使用できなかった高負荷のかかる範囲までセラミッ
クスが使用可能となる。Therefore, when the metallization method of the present invention is utilized in the fields of joining various parts in ceramic electronic parts, and joining metals and ceramics in structural parts and engine parts,
Ceramics can now be used in areas subject to high loads that were previously not possible.
Claims (5)
Nまたはこれらの複合物のセラミックスの表面に物理蒸
着法により活性金属を含む2種以上の金属を蒸着し、形
成された金属蒸着層の融点以上の温度で熱処理すること
を特徴とするセラミックスの金属化法。(1) Oxide, carbide, boride, AIN, TiN, B
A ceramic metal characterized by depositing two or more metals including an active metal on the surface of a ceramic made of N or a composite thereof by a physical vapor deposition method, and heat-treating at a temperature equal to or higher than the melting point of the formed metal deposited layer. cation law.
スパッタリング法であることを特徴とする特許請求の範
囲第1項に記載のセラミックスの金属化法。(2) The method for metallizing ceramics according to claim 1, wherein the physical vapor deposition method is an ion plating method or a sputtering method.
とを特徴とする特許請求の範囲第1項乃至第3項のいず
れか1項に記載のセラミックスの金属化法。(3) The method for metallizing ceramics according to any one of claims 1 to 3, wherein the melting point of the deposited metal layer is 1600°C or less.
する特許請求の範囲第1項乃至第4項のいずれか1項に
記載のセラミックスの金属化法。(4) The method for metallizing ceramics according to any one of claims 1 to 4, characterized in that two or more of the metals are deposited in a layered manner.
する特許請求の範囲第1項乃至第4項のいずれか1項に
記載のセラミックスの金属化法。(5) The method for metallizing ceramics according to any one of claims 1 to 4, which comprises performing composite vapor deposition of two or more metals.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2205187A JPS63190788A (en) | 1987-02-02 | 1987-02-02 | Ceramics metallization method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2205187A JPS63190788A (en) | 1987-02-02 | 1987-02-02 | Ceramics metallization method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63190788A true JPS63190788A (en) | 1988-08-08 |
JPH059396B2 JPH059396B2 (en) | 1993-02-04 |
Family
ID=12072120
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2205187A Granted JPS63190788A (en) | 1987-02-02 | 1987-02-02 | Ceramics metallization method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63190788A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0632669A (en) * | 1992-07-15 | 1994-02-08 | Toshiba Corp | Joined body, metallized body and production of metallized body |
JP2004051443A (en) * | 2002-07-22 | 2004-02-19 | Ngk Insulators Ltd | Composite material and method for manufacturing the same |
KR20170049000A (en) * | 2015-10-27 | 2017-05-10 | 주식회사 아모센스 | Ceramic Board Manufacturing Method and Ceramic Board manufactured by thereof |
-
1987
- 1987-02-02 JP JP2205187A patent/JPS63190788A/en active Granted
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0632669A (en) * | 1992-07-15 | 1994-02-08 | Toshiba Corp | Joined body, metallized body and production of metallized body |
JP2004051443A (en) * | 2002-07-22 | 2004-02-19 | Ngk Insulators Ltd | Composite material and method for manufacturing the same |
KR20170049000A (en) * | 2015-10-27 | 2017-05-10 | 주식회사 아모센스 | Ceramic Board Manufacturing Method and Ceramic Board manufactured by thereof |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH059396B2 (en) | 1993-02-04 |
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