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公開番号2024046981
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-05
出願番号2022152386
出願日2022-09-26
発明の名称接合体
出願人日本特殊陶業株式会社
代理人個人,個人
主分類C04B 37/02 20060101AFI20240329BHJP(セメント;コンクリート;人造石;セラミックス;耐火物)
要約【課題】 接合体において、熱膨張差を起因とする応力による接合体の破損を抑制する技術を提供する。
【解決手段】 接合部を介して第1部材と第2部材とが接合された接合体は、第1部材と第2部材の熱膨張差は、1.5ppm以上であり、接合部は、自身の軸方向記第1部材と第2部材の積層方向に沿うように配置された複数の主に金属材料からなる柱状体からなり、複数の柱状体は、それぞれ、軸方向に直交する断面の断面積が、75μm2以上2500μm2以下であり、軸方向の長さが、0.5mm以上2mm以下である。
【選択図】 図2
特許請求の範囲【請求項1】
接合部を介して第1部材と第2部材とが接合された接合体であって、
前記第1部材と前記第2部材の熱膨張差は、1.5ppm以上であり、
前記接合部は、自身の軸方向が前記第1部材と前記第2部材の積層方向に沿うように配置された複数の主に金属材料からなる柱状体からなり、
前記複数の柱状体は、それぞれ、
軸方向に直交する断面の断面積が、75μm
2
以上2500μm
2
以下であり、
軸方向の長さが、0.5mm以上2mm以下である、
ことを特徴とする接合体。
続きを表示(約 590 文字)【請求項2】
請求項1に記載の接合体であって、
前記複数の柱状体は、互いの間隔が1mm以上である、
ことを特徴とする接合体。
【請求項3】
請求項1または請求項2に記載の接合体であって、
前記柱状体のヤング率は、150GPa以下である、
ことを特徴とする接合体。
【請求項4】
請求項1または請求項2に記載の接合体であって、
前記積層方向から見たときに、前記第1部材と前記第2部材とが重なる部分の面積は、5000mm
2
以上である、
ことを特徴とする接合体。
【請求項5】
請求項1または請求項2に記載の接合体であって、
前記接合部の熱伝導率は、5W/mK以下である、
ことを特徴とする接合体。
【請求項6】
請求項1または請求項2に記載の接合体は、さらに、
前記第1部材と前記接合部との間に配置され、前記複数の柱状体の端部のそれぞれと前記第1部材とに接する板状部を備える、
ことを特徴とする接合体。
【請求項7】
請求項1または請求項2に記載の接合体であって、
前記第1部材は、主に金属材料からなり、
前記複数の柱状体は、前記第1部材の一部である、
ことを特徴とする接合体。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、接合体に関する。
続きを表示(約 1,800 文字)【背景技術】
【0002】
従来から、熱膨張率が異なる2つの部材が接合された接合体が知られている。例えば、特許文献1には、半導体素子と、線膨張係数が半導体素子と異なる材料からなる導電層と、半導体素子と導電層とを接続する接合部と、を備える接合体が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2005-183637号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、特許文献1のような先行技術によっても、接合体において、熱膨張差を起因とする応力による接合体の破損を抑制する技術については、なお、改善の余地があった。例えば、特許文献1の接合体では、半導体素子の大きさは、1辺が10mm程度であるため、半導体素子と導電層の熱膨張差は比較的小さい。しかしながら、接合される部材の大きさが数百mm程度の場合、熱膨張差がさらに大きくなるため、熱膨張差による応力で接合体が破損するおそれがあった。
【0005】
本発明は、接合体において、熱膨張差を起因とする応力による接合体の破損を抑制する技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。
【0007】
(1)本発明の一形態によれば、接合部を介して第1部材と第2部材とが接合された接合体が提供される。この接合体は、前記第1部材と前記第2部材の熱膨張差は、1.5ppm以上であり、前記接合部は、自身の軸方向が前記第1部材と前記第2部材の積層方向に沿うように配置された複数の主に金属材料からなる柱状体からなり、前記複数の柱状体は、それぞれ、軸方向に直交する断面の断面積が、75μm
2
以上2500μm
2
以下であり、軸方向の長さが、0.5mm以上2mm以下である。
【0008】
この構成によれば、接合部を介して接合される第1部材と第2部材との熱膨張差は、1.5ppm以上あるため、接合体の製造時に第1部材と第2部材とを接合部によってろう付することで接合したのち、常温に戻すと、接合体には、比較的大きい応力が発生する。接合部は、自身の軸方向が第1部材と第2部材の積層方向に沿うように配置された複数の主に金属材料からなる柱状体からなっている。ここで、「主に金属材料からなる」とは、金属材料だけから形成される場合に限らず、金属成分を、例えば、90%以上含む材料から形成される場合も含む。一般的に、金属は、外部からの力によって変形可能な延性を有することから、複数の主に金属材料からなる柱状体からなっている接合部は、熱膨張差による応力に応じて変形することができる。また、複数の柱状体のそれぞれは、軸方向に直交する断面の断面積が、75μm
2
以上2500μm
2
以下であり、軸方向の長さが、0.5mm以上2mm以下である。これにより、接合部は、熱膨張差による応力に応じて変形しやすいため、応力を緩衝する。したがって、応力による接合体の破損を抑制することができる。
【0009】
(2)上記形態の接合体において、前記複数の柱状体は、互いの間隔が1mm以上であってもよい。この構成によれば、接合部において、複数の柱状体は、互いの間隔が1mm以上となるように並んでいる。これにより、複数の柱状体のそれぞれが、第1部材と第2部材の積層方向に対して略垂直な方向に倒れやすいため、接合部は、熱膨張差による応力に応じて変形しやすい。したがって、応力による接合体の破損をさらに抑制することができる。
【0010】
(3)上記形態の接合体において、前記柱状体のヤング率は、150GPa以下であってもよい。この構成によれば、複数の柱状体のヤング率は、150GPa以下であるため、柱状体は、熱膨張差による応力に応じて比較的変形しやすい。したがって、応力による接合体の破損をさらに抑制することができる。
(【0011】以降は省略されています)

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