[发明专利]陶瓷部件与金属部件之间的接合体以及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及陶瓷部件与金属部件之间的接合体以及其制造方法。

背景技术

以往，作为陶瓷部件与金属部件之间的接合体，已知有金属部件的端部和陶瓷部件通过接合部来接合（专利文献1）的接合体。在该接合体中，接合部具备形成于陶瓷部件上的金属包镀层以及介于金属包镀层和金属部件的端部之间的焊料接合层。这样的接合体如下制造。即，首先，在由AlＮ烧结体制的圆盘状陶瓷部件的接合面上设置包含Cu－Al－Si－Ti的圆环状第1焊料。接下来，将该第1焊料在1050℃下进行5分钟的真空环境加热，形成金属包镀层。接下来，在金属包镀层上设置包含Ag－Cu的圆环状第2焊料，在其上设置筒状的金属部件的端面，在金属部件上设置配重。将其在800℃下进行5分钟的真空环境加热，形成焊料接合层。由此得到的接合体几乎没有氦漏量，即使在热循环后，没有裂纹，也几乎没有氦漏量。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2000－219578号公报

发明内容

但是，在这样的接合体中，得不到足够的强度。

本发明为解决上述问题而完成的，以充分提高陶瓷部件和金属部件的接合而得到的接合体的强度为主要目的。

本发明的接合体，其是通过接合层在设于氧化铝或氮化铝的陶瓷部件的凹部上，接合具有Ni覆膜、Au覆膜或基底为Ni的Ni－Au覆膜的Mo或Ti制的金属部件而得到的接合体，上述接合层含有Au、Ge、Ag、Cu以及Ti，且与上述凹部的侧面的至少一部分以及底面接合，上述接合层的与上述陶瓷部件接合的接合界面上，Ti富集存在，在将上述接合体沿上述接合体的厚度方向剖切时，气孔的剖面面积总和占上述接合层剖面面积的比例即气孔率为0.1～15％。

根据该接合体，接合陶瓷部件和金属部件而得到的接合体的强度变得足够高。对其原因进行如下推测。首先，考虑含有Au、Ge、Ag、Cu以及Ti的接合层适合于氧化铝或氮化铝的陶瓷部件与具有Ni覆膜、Au覆膜或基底为Ni的Ni－Au覆膜的Mo或Ti制金属部件之间的接合。另外，考虑是因为接合层的与陶瓷部件的接合界面上Ti富集存在，在该接合界面中Ti和陶瓷反应而接合层起到接合的作用。再有，由于气孔率为0.1～15％，因此在初期也好热循环后也好，强度均较高，而且能够防止裂纹的产生。此外，由于若气孔率未达到0.1％则产生裂纹或热循环后的强度相比于初期大幅下降，因此不优选。另外，若气孔率超过15％则强度变得极低，因此不优选。

本发明的接合体优选Ti聚集在存在于上述接合层的内部的气孔的周围。这样的Ti聚集能够从沿接合体的厚度方向剖切时的剖切面的Ti分布图像确认。

本发明的接合体的制造方法包含：

（a）准备设有凹部的氧化铝或氮化铝的陶瓷部件的工序；

（b）在上述凹部的侧面的至少一部分以及底面上涂敷Ag－Cu－Ti膏体，并在真空环境下加热至800℃～900℃，从而在上述凹部的侧面的至少一部分以及底面上形成金属包镀层的工序；以及

（c）在形成了上述金属包镀层的上述凹部的底面上设置Au－Ge薄板，在其上设置具有Ni覆膜、Au覆膜或基底为Ni的Ni－Au覆膜的Mo或Ti制的金属部件，并在真空环境下加热至360～450℃，从而在上述金属部件与上述陶瓷部件之间形成上述金属包镀层和上述Au－Ge薄板变得浑然一体的接合层的工序。

根据该接合体的制造方法，得到的接合体的强度变得足够大。另外，该制造方法适和于制造上述的接合体。

在本发明的接合体的制造方法中，在上述工序（b）中，优选将上述金属包镀层的厚度设为5～75μm。这样做的话，能够使接合体的强度变得更大。另外，能够防止在陶瓷部件产生裂纹。

在本发明的接合体的制造方法中，在上述工序（b）中，优选上述Ag－Cu－Ti膏体含有1.50～2.10wt％的Ti。若Ti的含量低于下限值，则得到的接合体的强度与初期相比在热循环后大幅下降，且热循环后会产生裂纹。另外，若Ti含量超过上限值，则得到的接合体的强度不管初期还是热循环后都变小（不产生裂纹）。

附图说明

图1是接合体10的制造工序图。

图2是将代表例的接合体沿接合体的厚度方向剖切时的剖面照片。

图中：10—接合体，12—陶瓷部件，12a—凹部，14—端子，16—接合层，20—Ag－Cu－Ti膏体，22—金属包镀层，24—Au－Ge薄板。

具体实施方式