[發明專利]接合體及接合體的制造方法

有效

• 申請號: 201710164619.X
• 申請日: 2017-03-20
• 公開（公告）號: CN107226708B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 小林義政;山本規介;泉有仁枝;野呂貴志
• 申請（專利權）人: 日本礙子株式會社
• 主分類號: C04B37/02
• 分類號: C04B37/02
• 代理公司: 北京旭知行專利代理事務所(普通合伙) 11432
• 代理人: 王軼;鄭雪娜

本發明涉及一種接合體及接合體的制造方法，其課題為：具有接合體的導電性，并且進一步提高熱接合可靠性。接合體(10)包括陶瓷體(12)、金屬部件(14)以及將陶瓷體(12)和金屬部件(14)接合的接合部(15)。接合部(15)包含接合于陶瓷體(12)的第一接合層(16)和接合于金屬部件(14)的第二接合層(18)。第一接合層(16)處于陶瓷體(12)側并包含以Fe和Cr為主成分的合金且分散有熱膨脹系數為4.0×10^?6(/℃)以下的化合物。第二接合層(18)處于金屬部件(14)側并包含以Fe和Cr為主成分的合金且為熱膨脹系數比第一接合層(16)大的層。

技術領域

本發明涉及接合體及接合體的制造方法。

背景技術

以往，作為接合體，提出將陶瓷部件和活性金屬板以高熔點焊料接合、接下來在活性金屬板與金屬部件之間夾持包含金屬的應力緩和層并以低熔點焊料接合(例如參見專利文獻1)。該接合體中，通過金屬的應力緩和層能夠抑制由陶瓷部件與金屬部件的熱膨脹差所引起的殘留應力。另外，作為接合體，提出將金屬部件和陶瓷體以包含熱膨脹系數較小的金屬元素、Si及Cr的接合層進行接合(例如參見專利文獻2)。該接合體中，能夠確保耐熱性、接合可靠性及歐姆接觸性。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開平3-37165號公報

專利文獻2：日本特開2011-230971號公報

發明內容

但是，關于專利文獻1中記載的接合體，提出了插入Cu、Al、W、WC、Mo等金屬作為應力緩和層，然而，由于插入的金屬的耐熱性低(Cu、Al)，耐氧化性低(Cu、Al、W、WC、Mo)，所以無法適用于在例如600℃以上的高溫下使用的部件。另外，關于專利文獻2中記載的接合體，雖然具有導電性且能夠緩和熱應力，但是仍然不夠充分，要求進一步進行改良。

本發明是鑒于該課題而完成的，主要目的是提供一種具有導電性、并且能夠進一步提高熱接合可靠性的接合體及接合體的制造方法。

本發明的發明人為了實現上述的主要目的進行了潛心研究，結果發現，如果在金屬部件與陶瓷體的接合部中包含以Fe和Cr為主成分的合金和低膨脹性化合物，則具有導電性，并且能夠進一步抑制接合強度降低，以至完成了本發明。

即，本發明的接合體包括：

碳化硅質的陶瓷體、

金屬部件、以及

將所述陶瓷體和所述金屬部件接合的接合部，所述接合部包含第一接合層和第二接合層，所述第一接合層處于所述陶瓷體側，包含以Fe和Cr為主成分的合金且分散有熱膨脹系數為4.0×10^-6(/℃)以下的化合物，所述第二接合層處于所述金屬部件側，包含以Fe和Cr為主成分的合金且熱膨脹系數比所述第一接合層大。

本發明的接合體的制造方法是包括碳化硅質的陶瓷體、金屬部件以及將所述陶瓷體和所述金屬部件接合的接合部的接合體的制造方法，該接合部包含第一接合層和第二接合層，其中，

所述接合體的制造方法包括以下工序：

層疊工序：在所述陶瓷體側形成第一原料，所述第一原料包含以Fe和Cr為主成分的金屬和熱膨脹系數為4.0×10^-6(/℃)以下的化合物并成為所述第一接合層，并且，在所述金屬部件側形成第二原料，所述第二原料包含以Fe和Cr為主成分的金屬并成為熱膨脹系數比所述第一接合層大的所述第二接合層，將所述陶瓷體和所述金屬部件層疊，得到層疊體，

熱處理工序：將所述層疊體在真空或不活潑氣氛中，在1000℃～1300℃的溫度范圍進行熱處理。