[发明专利]大气接合用钎料、接合体及集电材料

说明书

技术领域

本发明涉及大气接合用钎料、通过使用该钎料接合的接合体及集电材料，尤其涉及大气接合用钎料的低熔点化技术的改良。

背景技术

金属部件间的接合体、陶瓷部件间的接合体以及陶瓷部件与金属部件的接合体通过钎焊获得。近年来，产品的高精度化或高可靠化、高功能化等要求增强，作为应对此要求的接合体利用了陶瓷与金属的接合体，而用来获得该接合体的接合方法得到广泛研究。

作为陶瓷部件与金属部件的接合方法，通常采用活性金属钎焊法。在该技术中，将对陶瓷部件具有活性的元素(Ti或Zr等)添加于钎料中，通过将该钎料在真空中加热，在陶瓷部件表面形成反应层。由此实现钎料的润湿性和密合性的提高。例如，在使用氮化物作为陶瓷的情况下，在反应层的陶瓷部件侧第1层生成TiN，在使用碳化物的情况下则形成TiC，若为氧化物则形成TiO。

但是，活性金属钎焊方法由于需要在真空或惰性气体气氛中进行加热，所以设备成本升高，并且由于需要大气的给排气，所以无法进行连续的生产。因此，制备成本增大。另外，在半导体或医疗领域，存在使用无法在真空和活性气氛下暴露的部件或无法在高温下保持的部件的情况，在此情况下制备工艺受到制约。由于以上的理由，要求确立一种大气钎焊技术，其中，可实现制备成本的降低自不必说，且即使在大气气氛中，也可在较低温区域得到良好的接合体。

作为大气钎焊技术，可列举出作为在大气中进行钎焊的常规技术的助熔剂(flux)钎焊法。在该技术中，在基质的接合面涂布助熔剂，在通过助熔剂获得接合部处的还原气氛的同时，通过阻断氧进入，获得良好的接合体。例如，作为钎料，在使用作为Ag类钎料的BAg-8的情况下，使用具有比BAg-8的熔点780℃低的熔点的助熔剂，与钎料相比先使助熔剂熔融。由此，通过实现接合面的活化和钎料的抗氧化，获得良好的接合体。

但是，在助熔剂钎焊法中，通常通过使用焊炬等的局部加热来进行接合，该技术对点接合或线接合有效，但不适合面接合。另外，在应用于陶瓷部件间或陶瓷部件与金属部件的接合的情况下，由于因局部加热而产生的热应力，陶瓷部件有发生破坏之虞，因而也不适合含有陶瓷部件的接合体的制备。此外，在助熔剂中其本身或其残留物具有腐蚀金属的作用的物质多，在此情况下，在接合后另外需要助熔剂残留物的除去工序。

因此，在无需助熔剂的大气钎焊技术中考虑采用反应性大气钎焊法(Reactiver Air Brazing) (例如专利文献1)。例如在专利文献1的技术中，使用陶瓷部件和在大气中形成Al氧化物层的耐热金属部件作为基质，通过使用在Ag中添加CuO的Ag-Cu类钎料的反应性大气钎焊法进行这些基质的大气接合。在此情况下，由于钎料的主要成分为Ag等贵金属成分，所以在钎焊中不需要助熔剂，从而可消除因助熔剂导致的上述问题。

但是，在专利文献1的技术中，由于接合温度需要为比Ag的熔点(约961℃)高的温度，所以作为基质的金属部件有发生明显氧化之虞。另外，在金属部件与陶瓷部件的接合中，随着接合温度变高，因两种部件的热膨胀系数差产生的热应力也增大。

因此，为了降低反应性大气钎焊法中的接合温度，提出为了实现Ag类钎料的低熔点化的各种材料。例如专利文献2的技术提出了含有Ag-Ge-Si类合金的钎料。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：US2003/0132270A1

专利文献2：日本特开2008-202097号公报。

发明内容

发明所要解决的课题

但是，专利文献2的Ag-Ge-Si类钎料由于在加热到接合温度时发生钎料本身的氧化，所以难以获得良好的接合体。从提高生产性和品质的观点出发，要求提供在大气中也不使用助熔剂而具有良好的气密性和接合强度的接合体，但因上述问题而难以提供这样的接合体。

因此，本发明的目的在于：提供通过实现低熔点化可在大气中也不使用焊剂、设定低的接合温度的大气接合用钎料，通过使用所述钎料进行接合、可具有良好的气密性和接合强度的接合体和集电材料。

解决课题的手段

本发明的大气接合用钎料的特征在于：以Ag (银)和B (硼)为必需成分，以体积比计使Ag在50%以上且不足92%的范围内，B在超过8%且50%以下的范围内，进行调整使这些物质的合计包含不可避免的杂质达到100%。