JP2002535150A - 金属箔接合および金属箔のための金属箔ろう付け媒体粒子片 - Google Patents

金属箔接合および金属箔のための金属箔ろう付け媒体粒子片

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JP2002535150A JP2000595811A JP2000595811A JP2002535150A JP 2002535150 A JP2002535150 A JP 2002535150A JP 2000595811 A JP2000595811 A JP 2000595811A JP 2000595811 A JP2000595811 A JP 2000595811A JP 2002535150 A JP2002535150 A JP 2002535150A
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brazing
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ビーレス，ルードビヒ
クース，フェルディ
シュロットマン，ヘルゲ
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エミテク・ゲゼルシャフト・フュール・エミシオーンテクノロギー・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング
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Abstract

(57)【要約】 この発明は、第１（２）および第２（３）の金属箔の金属箔接合（１）を提供し、第１（２）および第２（３）の金属箔は０．０５ｍｍ未満の厚みを有しかつ接合点（４）で互いにろう付けされ、接合点（４）は、ろう付け媒体（６）で満たされる角度（５）を形成する。ろう付け媒体の質量ＭＬおよび角度（５）の中のろう付け媒体（６）が接する金属箔のそれらの部分（７，８）の質量ＭＦは、ほぼ一定の比率を有する。さらに、この発明は、５０マイクロメートル未満の厚みを備える金属箔の金属箔接合を作製するのに好適なろう付け媒体粒子片および好適な方法を開示する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の背景】
この発明は、第１および第２の金属箔の金属箔接合に関する。第１および第２
の金属箔は各々が０．０５ｍｍ未満の厚みを有し、接合点で互いにろう付けされ
る。接合点は、ろう付け媒体で満たされる角度を形成する。この発明は、シート
状金属層からなるハニカム体にさらに関する。シート状金属層は、少なくとも部
分的に構造化された金属箔から形成され、金属箔は０．０５ｍｍ未満の厚みを有
する。シート状金属層は互いに少なくとも部分的にろう付けされる。ろう付けさ
れた接合点では、それらは、ろう付け媒体で満たされた１つまたは２つの角度を
それぞれ有する。この発明はまた、ろう付け接合を作製するための金属箔ろう付
け媒体粒子片と、金属箔ろう付け媒体粒子片を用いた第１および第２の金属箔の
金属箔接合を作るための方法とに関する。
【０００２】 たとえば、金属ハニカム体のろう付け法およびろう付け接合はシート状金属層
向けの先行技術である。ＤＥ４２ １９ ４５ Ｃ１は、ハニカム体が硬ろうの
流動床に浸漬されるのを開示している。予め準備されたハニカム体は、所望の点
で、ろう付け媒体粒子片からろう付け媒体粒子を形成する。ろう付け媒体粒子の
サイズは、１から２００マイクロメートル、好ましくは３８から１２５マイクロ
メートルの間でなくてはならず、この範囲の上半分よりも下半分の粒子サイズが
よりしばしば望まれる。ろう付け媒体を適用するための他の方法もこの参考文献
に開示されている。先行技術に属するろう付け媒体の適用方法は、ハニカム体の
ろう付けにおいてうまく用いられるが、ハニカム体のシート状金属層は、少なく
とも５０マイクロメートルおよびそれ以上の材料厚みを備える金属シートからな
る。
【０００３】 ここでこの発明の目的は、５０マイクロメートル未満、特に４０マイクロメー
トル未満の厚みを備える薄い金属箔のための耐久性のある金属箔接合と、前記接
合の作製のための手段とを提供することである。
【０００４】 この目的は、請求項１の特徴部分に記載の、第１および第２の金属箔の金属箔
接合と、請求項２の特徴を備えるさらなる金属箔接合と、請求項１１に記載の特
徴を備えるシート状金属層からなるハニカム体と、請求項１２に記載の特徴を備
えるろう付け接合を作製するための金属箔ろう付け媒体粒子片と、請求項１７の
特徴を備える金属箔接合を作製するための方法と、請求項１８に記載の特徴を備
える金属箔接合を作製するためのさらなる方法とを用いて解決される。さらなる
有利な構成およびさらなる発展例が従属する請求項に記載される。
【０００５】
【発明の概要】
第１および第２の金属箔の金属箔接合であって、第１および第２の金属箔は０
．０４ｍｍ未満の厚みを有しかつ接合点で互いにろう付けされ、接合点は空気で
満たされる角度を形成し、金属箔接合は、質量ＭＬのろう付け媒体および、その
角度中のろう付け媒体が接する金属箔の、質量ＭＦのそれらの部分を有し、質量
は予め定めることがほぼ可能な比率であり、ＭＦ／ＭＬの比率は約４から約８に
わたる。
【０００６】 第１および第２の金属箔の金属箔接合であって、第１および第２の金属箔は０
．０４ｍｍ未満の厚みを有しかつ接合点で互いにろう付けされ、接合点は、ろう
付け媒体で満たされる１つまたは２つの角度を有し、金属箔接合は、角度の中に
、金属箔の厚みＤＦに対してほぼＭＬ／ＤＦ＝８ｇ／ｍから１６ｇ／ｍの比率で
ある質量ＭＬのろう付け媒体を有する。
【０００７】 ５０マイクロメートル未満の材料厚みを備えるより薄い金属箔をろう付けしよ
うとする際、特にハニカム体を製造する際には、ハニカム体がろう付け温度に至
ると、セルは単に溶融するだけであることがわかった。ハニカム体のセルが変形
することもわかった。これまでに用いられたシート状金属の厚みに対して、接合
点ごとに適用されるある量のろう付け媒体を前述の調節ルールに従って用いたと
きのみ、それにより規定されかつ角度の中に導かれたその量のろう付け媒体は、
一方では外れることのない金属箔を生じかつ、端縁での空隙の形成を阻止しなが
ら、しかし他方ではろう付け点の耐久性のある接合をもたらす。
【０００８】 金属箔接合のために金属箔を用いるならば、その金属箔の厚みＤＦは０．０５
ｍｍから０．０３ｍｍまたはそれ未満の間であり、金属箔接合のために用いるべ
きろう付け媒体の質量ＭＬは、金属箔の厚みＤＦに対してほぼ線形に依存して不
測の態様で選択される。金属箔の厚みＤＦが薄くなるにつれ、用いるべきろう付
け媒体の質量ＭＬも小さくなる。したがって、依然として使用可能なろう付け媒
体の質量ＭＬの上限および下限を、ある金属箔の厚みＤＦに対して定めかつ、他
の金属箔の厚みに対して内挿または外挿することができる。ろう付け媒体の質量
ＭＬと金属箔の厚みＤＦとの間に関係が確立されれば、＋５％および−５％の偏
差を含み、ＭＬ／ＤＦ＝１４．６ｇ／ｍである比率の範囲における上限が有利と
判明した。金属箔の厚みＤＦに対するろう付け媒体の質量ＭＬの依然として使用
可能な比率の下限としては、＋５％および−５％の偏差を含み、ＭＬ／ＤＦ＝８
．７ｇ／ｍである比率が有利と判明した。これら２つの関係から、上限および下
限として与えられれば、０．０５ｍｍ未満から約０．０３ｍｍまたはそれ未満の
金属箔の厚みＤＦに対して用いるべき範囲を非常に正確に定めることができる。
金属箔接合の耐久性に対する最良の結果は、金属箔の厚みＤＦに対する、角度内
のろう付け媒体の質量ＭＬの比率が、＋１５％および−１０％の偏差を含み、ほ
ぼＭＬ／ＤＦ＝１１ｇ／ｍであるときにもたらされた。
【０００９】 金属箔接合のために約０．０３ｍｍまたはそれ未満の金属箔の厚みＤＦを用い
るとき、満足のいく結果を得るために上述の線形の関係も用いることが可能であ
る。しかしながら、０．０３ｍｍ未満の金属箔の厚みＤＦの場合、使用可能なろ
う付け媒体の量と金属箔の厚みＤＦとの間に線形の関係が存在するだけではない
ことが不測の態様でわかった。代わりに、この線形性の勾配は、０．０５ｍｍ未
満から約０．０３ｍｍまたはそれ未満の金属箔の厚みＤＦの範囲に対して変化す
る。これは幾分平らになる。好ましくは、金属箔の厚みＤＦが約０．０３ｍｍま
たはそれ未満である場合、ろう付け媒体の質量ＭＬの上限は、以下の点（ＭＬ／
ＤＦ；ＤＦ）を通過する曲線に沿って金属箔の厚みＤＦに依存して選択される。
それらはすなわち、（１４．６ｇ／ｍ；０．０３ｍｍ）、（１４．８ｇ／ｍ；０
．０２５ｍｍ）、（１６ｇ／ｍ；０．０２ｍｍ）、（２７ｇ／ｍ；０．０１ｍｍ
）である。用いるべきろう付け媒体の質量ＭＬに対して、金属箔の厚みＤＦが約
０．０３ｍｍまたはそれ未満である場合の下限は、金属箔の厚みＤＦに依存して
、以下の点（ＭＬ／ＤＦ；ＤＦ）に沿って通る曲線から選択されるのが有利であ
る。それらはすなわち、（８．６ｇ／ｍ；０．０３ｍｍ）、（９ｇ／ｍ；０．０
２５ｍｍ）、（９．２ｇ／ｍ；０．０２ｍｍ）、（１６ｇ／ｍ；０．０１ｍｍ）
である。金属箔の厚みＤＦが約０．０３ｍｍまたはそれ未満である場合の極めて
耐久性のある金属箔接合は、ろう付け媒体の質量ＭＬが、金属箔の厚みＤＦに依
存して、以下の点（ＭＬ／ＤＦ；ＤＦ）を通過する曲線から選択されるときにも
たらされた。それらはすなわち、（１１ｇ／ｍ；０．０３ｍｍ）、（１１．２ｇ
／ｍ；０．０２５ｍｍ）、（１２ｇ／ｍ；０．０２ｍｍ）、（２０ｇ／ｍ；０．
０１ｍｍ）である。これらの曲線に対して＋５％および−５％の偏差も適用可能
である。
【００１０】 上述の金属箔接合の適用の好ましい分野は、シート状金属層からなるハニカム
体である。シート状金属層からなるそのようなハニカム体は、少なくとも部分的
に構造化された金属箔から形成される。金属箔は０．０５ｍｍ未満の厚みを有し
、シート状金属層は互いに少なくとも部分的にろう付けされ、ろう付けされた接
合点でそれぞれ、ろう付け媒体で満たされる１つまたは２つの角度を有する。金
属箔接合のための上述の調節ルールを用いると、機械的応力に対するハニカム体
の耐久性は、以前標準的であった量のろう付け媒体を用いたときと比較して、大
幅に高いことが示された。ろう付け媒体の質量ＭＬと金属箔の厚みＤＦとの間の
調節ルールを考慮することにより、最も幅広く異なる金属箔の厚みを用いたとき
に、より速くかつ単純な態様でもっとも有利な量のろう付け媒体を見つけること
ができた。しかしながら、耐久性だけでなく、上述のセル燃焼、セル変形、層の
破壊および端縁での空隙の形成の問題も、金属箔接合のための調節ルールを守る
ことによって回避された。
【００１１】 耐久性のある金属箔接合を作製できるさらなる手段は、好適な金属箔ろう付け
媒体粒子片を用いることにより得られる。ろう付け接合部で角度を形成する第１
および第２の金属箔の間にろう付け接合を作製するため、特に金属箔からなるハ
ニカム体のろう付け接合を作製するための金属箔ろう付け媒体粒子片は、それは
０．０１ｍｍから０．２ｍｍの間の粒子サイズを有するが、以下の金属箔の厚み
に従って構成される。すなわち、 − 約０．０５ｍｍの厚みについては、０．１３５ｍｍの最大直径および０．
０１５ｍｍの最小直径を備えるろう付け媒体粒子から、 − 約０．０２ｍｍの厚みについては、０．０８ｍｍの最大直径および０．０
２ｍｍの最小直径を備えるろう付け媒体粒子から、 − これらの間にある厚みについては、０．０５ｍｍおよび０．０２ｍｍの金
属箔の厚みに対応する値からほぼ線形の態様でもたらされる、最大直径および最
小直径のろう付け媒体粒子により、さらに、 − ろう付け媒体粒子片のそれぞれの直径の合計に対する、パーセントでのガ
ウス分布の最大値は、ろう付け媒体粒子片の最大および最小の直径の間のほぼ中
央に配置される。
【００１２】 接合されるべきそれぞれの金属箔の厚みに対する、ろう付け媒体粒子片のろう
付け媒体粒子の最大直径と最小直径との間の線形の関係が不測の態様で発見され
た。さらに、約０．０５ｍｍまたはそれ未満、特に０．０３ｍｍまたはそれ未満
の金属箔の厚みＤＦについての非常に耐久性のある金属箔接合は、ガウス分布の
最大値が、金属箔の厚みが小さくなるに従いより小さなろう付け媒体粒子片に向
かって変位しない代わりに、分布の中で中央に配置されたままであることによっ
て得られた。金属箔の厚みの減少とともに、ガウス分布のベル形が中央に保持さ
れれば、かつ、それが０．０１ｍｍまでの金属箔の厚みとともに変化しなければ
、極めて耐久性のある金属箔接合がもたらされる結果となる。
【００１３】 ろう付け媒体粒子片の最大直径については、以下の調節ルールが極めて有利と
判明した。すなわち、ろう付け媒体粒子片の最大直径は以下の値から生じる。
【００１４】 − 約０．０５ｍｍの厚みについては、０．１２５ｍｍおよび特に０．１０５
ｍｍの最大直径を備えるろう付け媒体粒子から、 − 約０．０２ｍｍの厚みについては、０．０７ｍｍの最大直径および０．０
６３ｍｍの最小直径を備えるろう付け媒体粒子から、 − これらの間にある金属箔の厚みについては、０．０５ｍｍおよび０．０２
ｍｍの金属箔の厚みに対応する値からほぼ線形の態様でもたらされる、最大直径
のろう付け媒体粒子による。
【００１５】 ろう付け媒体粒子片の最小直径については、以下の調節ルールが極めて有利と
判明した。すなわち、ろう付け媒体粒子片の最小直径は以下の値から生じる。
【００１６】 − 約０．０５ｍｍの厚みについては、０．０１８ｍｍ、特に０．０２３ｍｍ
の最小直径を備えるろう付け媒体粒子から、 − 約０．０２ｍｍの厚みについては、０．０３ｍｍまたはそれ未満、特に０
．０３５ｍｍの最小直径を備えるろう付け媒体粒子から、 − これらの間にある金属箔の厚みについては、０．０５ｍｍおよび０．０２
ｍｍの金属箔の厚みに対応する値からほぼ線形の態様でもたらされる、最大直径
のろう付け媒体粒子による。
【００１７】 ０．０３ｍｍまたはそれ未満の金属箔の厚みについては、ろう付け媒体粒子の
最小直径が減少すべきでないことが不測の態様でわかった。むしろ、最小直径が
約０．０３ｍｍまたはそれ未満、特に０．０３５ｍｍであるときに、金属箔接合
は特に耐久性があった。これよりも小さな直径を備えるろう付け媒体粒子は耐久
性が増加しなかった。むしろ、劣化が認められることがしばしばであった。
【００１８】 さらに、耐久性のある金属箔接合を作製するために、方法であって、金属箔ろ
う付け媒体粒子片を用いて第１および第２の金属箔がともに接合され、 − 第１および第２の金属箔は０．０５ｍｍ未満の厚みを有し、 − ２つの金属箔は接合点でともにろう付けされ、接合点は１つまたは２つの
角度を形成し、 − 第１および第２の金属箔は、それらが金属箔ろう付け媒体粒子片に接する
前に接着される、方法が提供された。金属箔ろう付け媒体粒子片はこのとき、そ
れらが上述の調節ルールを満たすように調節される。
【００１９】 金属箔ろう付け媒体粒子片を用いて第１および第２の金属箔の金属箔接合を作
製するためのさらなる方法であって、 − 第１および第２の金属箔は０．０５ｍｍ未満の厚みを有し、 − ２つの金属箔は接合点でともにろう付けされ、接合点は角度を形成し、 − 第１および第２の金属箔は、それらが金属箔ろう付け媒体粒子片に接する
前に接着され、 方法は、第１のステップにおいて第１および第２の金属箔を第１の金属箔ろう
付け媒体粒子片と接触させる。その後、金属箔は、第２のステップにおいて、金
属箔ろう付け媒体粒子片に再び接する。０．０３ｍｍまたはそれ未満の厚みを備
える金属箔が用いられる。そのような材料厚みの金属箔の場合、２ステップのろ
う付け媒体適用方法は、単一ステップのろう付け媒体適用よりも高コストにもか
かわらず、より有利と不測の態様で判明した。よりよい耐久性が得られ、また金
属箔ろう付け媒体粒子片の純粋に単一のステップの適用と比較して、導かれるろ
う付け媒体の量のよりよい制御も得られた。
【００２０】 この２ステップの方法は、第１の金属箔ろう付け媒体粒子片が、それが、第２
のステップで用いられた金属箔ろう付け媒体粒子片よりも大きなおよび小さな、
ろう付け媒体粒子の最大直径および最小直径を有するように選択されることによ
り、さらに改良される。第１のステップで、第１の金属箔ろう付け媒体粒子片は
依然に上述のように調節されるのが有利である。第２の金属箔ろう付け媒体粒子
片はここでも、ろう付け媒体粒子の最大直径が０．０７ｍｍ未満でありかつろう
付け媒体粒子の最小直径が０．０４ｍｍよりも大きくなるように、第２のステッ
プのために選択されるのが有利である。これらの調節ルールが守られるときに、
特に耐久性のある金属箔接合がもたらされた。特にハニカム体のろう付けの場合
、金属箔接合は、ろう付け手順のすぐ後、およびその後のテストにおいても、失
敗率が全くないかまたはそれぞれ非常に低い失敗率でもたらされた。
【００２１】 この発明のさらなる有利な構成および特徴が以下の図面に示される。これらの
特徴は、さらなる有利な構成および実施例とそれぞれ組合せることができる。
【００２２】
【詳細な説明】
図１は、第１の金属箔２および第２の金属箔３との金属箔接合１を示す。金属
箔２、３は、接合点４でろう付けされる。接合点４は、第１の金属箔２および第
２の金属箔３の遭遇による角度（楔またはガセット）５である。角度５には、ろ
う付け媒体６が置かれる。このろう付け媒体６は、第１の金属箔および第２の金
属箔３のそれぞれの第１の部分７および第２の部分８の上に適用されるろう付け
媒体粒子片の形にある。これは、以後非常に一般的に接着と示される、たとえば
、ＤＥ４ ２１９ １４５ Ｃ１からの方法に従って可能であり、その開示が参
照される。しかしながら、ろう付け媒体６は、ＤＥ４ ２１９ １４５ Ｃ１に
記載の異なるろう付け媒体適用方法に従って適用可能であり、これもまた本明細
書中に参照される。第１の金属箔２および第２の金属箔３の各々は０．０５ｍｍ
未満の金属箔の厚みＤＦを有する。２つの金属箔２、３の表面は、それぞれ、ろ
う付け媒体６のより十分な接着のために事前に準備されるかまたは微細構造を設
けることができる。角度５の中に置かれるろう付け媒体６の質量ＭＬは、どの金
属箔の厚みＤＦが選択されるかにかかわらず、第１の金属箔２および第２の金属
箔３の第１の部分７および第２の部分８の質量ＭＦに対する質量ＭＬがほぼ一定
の比率になるように調節される。部分７、８の質量ＭＦは、第１の部分７および
第２の部分８のそれぞれの個別の質量の加算により得られる。これは次には、ろ
う付け媒体と接する部分の、それぞれの金属箔の厚みＤＦおよび長さＬＡから生
じる。２つの金属箔２、３の実際の遭遇の長さもまた計算に加えられる。このほ
ぼ一定の比率は、第１の金属箔２が第２の金属箔３とは異なる金属箔の厚みＤＦ
を有するときにほぼ得られる。
【００２３】 図２は、選択された金属箔の厚みＤＦに依存する、接合点でのろう付け媒体の
ろう付け媒体質量ＭＬの間の依存性を示す。これにより、０．０５ｍｍ未満の金
属箔の厚みに対する、既に上述のほぼ線形の依存性が生じる。比率ＭＦ／ＭＬが
一定であるだけでなく、ΔＭＬ／ΔＤＦの勾配もまた、耐久性のある金属箔接合
に対してほぼ線形である。これにより、異なる金属箔の厚みを選択するときに、
即時に好適な質量のろう付け媒体ＭＬを外挿または内挿することが常に可能にな
る。特に、ハニカム体における耐久性のある金属箔接合は、図２に明らかに示さ
れたように、以下の対の値（ＤＦ［マイクロメートル］；ＭＬ［１０-4グラム］
）から生じた。それらはすなわち、（５０；５．５）、（４０；４．４）、（３
０；３．３）、（２５；２．８）である。説明された金属箔の厚みＤＦに対する
ろう付け媒体の質量ＭＬが、材料の組成およびろう付けの方法に依存して、約１
０％の対応する上方および下方偏差を当然含んでこれらの値内にあれば、ろう付
け媒体の標準的な適用とともにさもなければ起こるセル燃焼およびセル変形が阻
止される。
【００２４】 図３は、さらなる金属箔接合９を示す。角度５の中に、先行技術に従う標準的
なろう付け媒体粒子片１０が適用される。角度５は、この標準的なろう付け媒体
粒子片１０の使用により、その端縁１１で完全に閉止される。これは、第１の金
属箔２と第２の金属箔３との間に、金属箔２、３の間で楔の形をとるろう付け媒
体６の合着し完全に結合した集積が存在することを意味する。ろう付け前の、以
後の図４に示されるような別の金属箔接合はこれとは異なる。
【００２５】 図４は、第１の金属箔２および第２の金属箔３の異なる金属箔接合１２を示す
。ろう付け媒体６は、第１の金属箔２上に第１の層１３の形でおよび第２の金属
箔３上に第２の層１４の形で、これら２つの金属箔２、３に適用される。これは
、概略的な説明で上述された標準的なろう付け媒体粒子片とは異なる、変更を加
えられたろう付け媒体粒子片を用いることによって行なわれる。少なくとも、図
３の金属箔接合９と比較した、金属箔接合１２上のろう付け媒体のより小さな量
のために、特に０．０３以下の厚みのより小さな金属箔の厚みＤＦにより、ろう
付け媒体が金属箔２、３を通って拡散したりまたは、特にハニカム体の形状に関
してろう付けの間に端縁を割ることにそれぞれつながる危険は存在しない。
【００２６】 図５は、Ｙ軸上に示された好適なろう付け媒体粒子片の選択と、Ｘ軸上に示さ
れた選択された金属箔の厚みＤＦとの間の関係を示す。５０マイクロメートルの
金属箔の厚みＤＦに対してろう付け媒体粒子片を用いるが、その最小のろう付け
媒体粒子直径は２５マイクロメートルよりも大きく、その最大のろう付け媒体粒
子直径は１０６マイクロメートルよりも小さい。金属箔の厚みＤＦが減少するに
つれ、ろう付け媒体粒子片は、最大ろう付け媒体粒子直径が続いて減少し、かつ
これに対して、可能な最小ろう付け媒体粒子直径が続いて増加するように調整さ
れる。これは、ある金属箔の厚みＤＦから先は、実際の金属箔の厚みＤＦよりも
大きなろう付け媒体粒子直径しか存在しないという結果を生む。したがってガウ
ス分布の最大値は下向きにならず、金属箔の厚みが減少するとともに、さらに小
さなろう付け媒体直径に向かう。むしろ、これはベル形のままであり、中央に位
置された最大値に向かってさらに狭まるように、端縁の区域にのみ向かう。この
関係は、幾分異なる態様で図５に示される。ろう付け媒体粒子片は、個別のろう
付け媒体粒子片のろう付け媒体粒子直径の最大値に沿った線形方程式に従って組
合される。ろう付け媒体粒子片のためのこの調節ルールは、以後以下の図面を参
照して説明される。
【００２７】 図６は、５０マイクロメートルよりも小さな厚みの金属箔との耐久性のある金
属箔接合を作製可能にするための調節ルールを示し、特にここではこれらは、熱
的および機械的応力の両者を受ける排気ガス触媒コンバータ用ハニカム体の金属
箔接合のためのものである。金属箔接合当りのろう付け媒体の質量ＭＬがＹ軸上
にグラムで与えられる。これは、角度の中にあるべき質量を意味する。一方、Ｘ
軸上には金属箔の厚みＤＦが入る。質量ＭＬの上限Ｏおよび下限Ｕが表に示され
る。それぞれの金属箔の厚みＤＦに対するろう付け媒体の質量ＭＬが線Ｉに沿っ
て選択されるときに、金属箔接合の特に優れた耐久性がもたらされた。この表で
は、２０マイクロメートルから３０マイクロメートルの金属箔の厚みＤＦの間に
、２５マイクロメートルの金属箔厚みＤＦが追加で導かれていることに留意しな
ければならない。このために、曲線は、特に３０マイクロメートル未満の範囲に
おいて、Ｘ軸の歪みがなければそうなるであろうよりもより線形に見える。これ
にもかかわらず、３０マイクロメートルから５０マイクロメートルの間で、質量
ＭＬと金属箔の厚みＤＦとの間にほぼ線形の関係が存在することがこの表からわ
かる。３０マイクロメートルよりも下では、曲線の勾配は幾分平らになる。選択
可能な質量範囲の幅は、漏斗の形でさらに下向きに、より小さな金属箔の厚みＤ
Ｆに向けて狭まることがさらに明らかである。曲線Ｉに沿った、選択された質量
ＭＬのほぼ理想的な値は、このように上限Ｏよりも下限Ｕのより近くに走る。し
たがって、たとえばハニカム体などの、ろう付けされるべきより複雑な本体の場
合、ろう付け媒体適用方法のための調節ルールは、曲線Ｉに従う理想値に沿って
できる限り遠くに進むべきであるが、しかし下限を下回らないように注意しなけ
ればならない。この危険性は、下限Ｕへの曲線Ｉの近接のために、上限Ｏを超え
るよりも起こりやすい。
【００２８】 図７は、Ｘ軸上に記入された、選択された金属箔の厚みＤＦに依存する、Ｙ軸
上にマイクロメートルで記入された粒子サイズの幅を示す。この表は、ハニカム
体へのろう付け媒体の適用のために発見された幅を例示的な態様で示す。塗りつ
ぶされた三角形を有する第１の曲線１５は、選択されるべき最小粒子サイズの限
界を示す。第２の曲線１６は、金属箔の厚みＤＦに依存した、選択されるべき最
大粒子サイズを示す。ろう付け媒体粒子片の最小粒子直径が第３の曲線１７に沿
って進みかつろう付け媒体粒子片の最大粒子直径が第４の曲線１８に沿って進む
ときに、ハニカム体向けに特に優れた金属箔接合が選択された。さらに、粒子サ
イズに対するろう付け媒体粒子片の上限および下限は、金属箔の厚みＤＦが減少
するのに伴い、管状の態様で互いに近づくことが表からわかる。第２の曲線１６
および第４の曲線１８の勾配の絶対値は、したがって、第１の曲線１５および第
３の曲線１７の勾配よりも大きい。特に３０マイクロメートルおよびそれ未満の
金属箔の厚みＤＦから先は、第１の曲線１５および第３の曲線１７の絶対勾配は
０に向かう。
【００２９】 図８は、図６の関係を示し、ここでは、金属箔の厚みＤＦに依存するろう付け
媒体の質量ＭＬは、金属箔の厚みＤＦに対する商として表わされる。商は、３０
マイクロメートルの金属箔の厚みＤＦまではほぼ一定のままであるが、３０マイ
クロメートル以下では、商、すなわちＤＦで除したＭＬがさらに増すことが明ら
かである。
【００３０】 図９は、金属箔の厚みＤＦに依存した、ろう付け媒体粒子直径のガウス分布の
概略図を示す。Ｙ軸上には、ろう付け媒体粒子直径が最大ろう付け媒体粒子直径
まで記入される。Ｘ軸上には、パーセント分布が示される。一方では、最大のろ
う付け媒体粒子直径は、ろう付け媒体粒子片の幅のほぼ中央にあることが明らか
である。金属箔の厚みＤＦが小さくなるに従い、ベル形は、ろう付け媒体粒子片
それ自体のパーセント分布と同様のわずかな程度にしか原則的に変化しないこと
がさらに明らかである。
【００３１】 図１０は、図６に既に示されたような、金属箔の厚みに依存する、用いられる
ろう付け媒体の量の間の関係をここでも示す。しかしながら図１０では、Ｘ軸の
歪みが排除されるため、分布は正常である。下限Ｕ、上限Ｏおよび約２０マイク
ロメートルまでの理想的な上昇Ｉの線形性ならびに幾分の曲がりが、これらの測
定値から明らかである。
【００３２】 全体的に、特にハニカム体の、特に優れた耐久性の金属箔接合は、金属箔ろう
付け媒体粒子片を用いた金属箔接合および／または方法が、それぞれ上述された
ように用いられたときにもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ２つの金属箔から形成される角度の図である。
【図２】 用いられる金属箔の厚みに依存した、金属箔接合の接合点ごとの
ろう付け媒体の量の間の関係の図である。
【図３】 標準的なろう付け媒体粒子片で満たされる角度の図である。
【図４】 変更されたろう付け媒体粒子片で満たされる角度の図である。
【図５】 用いられるろう付け媒体粒子片と用いられる金属箔の厚みとの間
の依存性の図である。
【図６】 金属箔の厚みに依存した、用いられるろう付け媒体の量の間の関
係の図である。
【図７】 用いるべき金属箔の厚みに依存した、用いられるろう付け媒体粒
子片の量の間の関係の図である。
【図８】 金属箔の厚みＤＦに対するろう付け媒体の質量ＭＬの最大および
最小の比率の関係の表の図である。
【図９】 ろう付け媒体粒子片の直径のガウス分布の概略図である。
【図１０】 金属箔の厚みに依存した、用いられるろう付け媒体の量の間の
さらなる関係の図である。
【手続補正書】
【提出日】平成１３年９月３日（２００１．９．３）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】 金属箔接合および金属箔のための金属箔ろう付け媒体粒子片
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の背景】 この発明は、第１および第２の金属箔の金属箔接合に関する。第１および第２
の金属箔は各々が０．０５ｍｍ未満の厚みを有し、接合点で互いにろう付けされ
る。接合点は、ろう付け媒体で満たされる楔を形成する。この発明は、シート状
金属層からなるハニカム体にさらに関する。シート状金属層は、少なくとも部分
的に構造化された金属箔から形成され、金属箔は０．０５ｍｍ未満の厚みを有す
る。シート状金属層は互いに少なくとも部分的にろう付けされる。ろう付けされ
た接合点では、それらは、ろう付け媒体で満たされた１つまたは２つの楔をそれ
ぞれ有する。この発明はまた、ろう付け接合を作製するための金属箔ろう付け媒
体粒子片と、金属箔ろう付け媒体粒子片を用いた第１および第２の金属箔の金属
箔接合を作るための方法とに関する。
【０００２】 たとえば、金属ハニカム体のろう付け法およびろう付け接合はシート状金属層
向けの先行技術である。ＤＥ４２ １９ １４５ Ｃ１は、ハニカム体が硬ろう
の流動床に浸漬されるのを開示している。予め準備されたハニカム体は、所望の
点で、ろう付け媒体粒子片からろう付け媒体粒子を形成する。ろう付け媒体粒子
のサイズは、１から２００マイクロメートル、好ましくは３８から１２５マイク
ロメートルの間でなくてはならず、この範囲の上半分よりも下半分の粒子サイズ
がよりしばしば望まれる。ろう付け媒体を適用するための他の方法もこの参考文
献に開示されている。先行技術に属するろう付け媒体の適用方法は、ハニカム体
のろう付けにおいてうまく用いられるが、ハニカム体のシート状金属層は、少な
くとも５０マイクロメートルおよびそれ以上の材料厚みを備える金属シートから
なる。
【０００３】 ここでこの発明の目的は、５０マイクロメートル未満、特に４０マイクロメー
トル未満の厚みを備える薄い金属箔のための耐久性のある金属箔接合と、前記接
合の作製のための手段とを提供することである。
【０００４】 この目的は、請求項１の特徴部分に記載の、第１および第２の金属箔の金属箔
接合と、請求項２の特徴を備えるさらなる金属箔接合と、請求項１１に記載の特
徴を備えるシート状金属層からなるハニカム体と、請求項１２に記載の特徴を備
えるろう付け接合を作製するための金属箔ろう付け媒体粒子片と、請求項１７の
特徴を備える金属箔接合を作製するための方法と、請求項１８に記載の特徴を備
える金属箔接合を作製するためのさらなる方法とを用いて解決される。さらなる
有利な構成およびさらなる発展例が従属する請求項に記載される。
【０００５】
【発明の概要】 第１および第２の金属箔の金属箔接合であって、第１および第２の金属箔は０
．０４ｍｍ未満の厚みを有しかつ接合点で互いにろう付けされ、接合点は空気で
満たされる楔を形成し、金属箔接合は、質量ＭＬのろう付け媒体および、その楔 中のろう付け媒体が接する金属箔の、質量ＭＦのそれらの部分を有し、質量は予
め定めることがほぼ可能な比率であり、ＭＦ／ＭＬの比率は約４から約８にわた
る。
【０００６】 第１および第２の金属箔の金属箔接合であって、第１および第２の金属箔は０
．０４ｍｍ未満の厚みを有しかつ接合点で互いにろう付けされ、接合点は、ろう
付け媒体で満たされる１つまたは２つの楔を有し、金属箔接合は、楔の中に、金
属箔の厚みＤＦに対してほぼＭＬ／ＤＦ＝８ｇ／ｍから１６ｇ／ｍの比率である
質量ＭＬのろう付け媒体を有する。
【０００７】 ５０マイクロメートル未満の材料厚みを備えるより薄い金属箔をろう付けしよ
うとする際、特にハニカム体を製造する際には、ハニカム体がろう付け温度に至
ると、セルは単に溶融するだけであることがわかった。ハニカム体のセルが変形
することもわかった。これまでに用いられたシート状金属の厚みに対して、接合
点ごとに適用されるある量のろう付け媒体を前述の調節ルールに従って用いたと
きのみ、それにより規定されかつ楔の中に導かれたその量のろう付け媒体は、一
方では外れることのない金属箔を生じかつ、端縁での空隙の形成を阻止しながら
、しかし他方ではろう付け点の耐久性のある接合をもたらす。
【０００８】 金属箔接合のために金属箔を用いるならば、その金属箔の厚みＤＦは０．０５
ｍｍから０．０３ｍｍの間であり、金属箔接合のために用いるべきろう付け媒体
の質量ＭＬは、金属箔の厚みＤＦに対してほぼ線形に依存して不測の態様で選択
される。金属箔の厚みＤＦが薄くなるにつれ、用いるべきろう付け媒体の質量Ｍ
Ｌも小さくなる。したがって、依然として使用可能なろう付け媒体の質量ＭＬの
上限および下限を、ある金属箔の厚みＤＦに対して定めかつ、他の金属箔の厚み
に対して内挿または外挿することができる。ろう付け媒体の質量ＭＬと金属箔の
厚みＤＦとの間に関係が確立されれば、＋５％および−５％の偏差を含み、ＭＬ
／ＤＦ＝１４．６ｇ／ｍである比率の範囲における上限が有利と判明した。金属
箔の厚みＤＦに対するろう付け媒体の質量ＭＬの依然として使用可能な比率の下
限としては、＋５％および−５％の偏差を含み、ＭＬ／ＤＦ＝８．７ｇ／ｍであ
る比率が有利と判明した。これら２つの関係から、上限および下限として与えら
れれば、０．０５ｍｍ未満から約０．０３ｍｍの金属箔の厚みＤＦに対して用い
るべき範囲を非常に正確に定めることができる。金属箔接合の耐久性に対する最
良の結果は、金属箔の厚みＤＦに対する、楔内のろう付け媒体の質量ＭＬの比率
が、＋１５％および−１０％の偏差を含み、ほぼＭＬ／ＤＦ＝１１ｇ／ｍである
ときにもたらされた。
【０００９】 金属箔接合のために約０．０３ｍｍまたはそれ未満の金属箔の厚みＤＦを用い
るとき、満足のいく結果を得るために上述の線形の関係も用いることが可能であ
る。しかしながら、０．０３ｍｍ未満の金属箔の厚みＤＦの場合、使用可能なろ
う付け媒体の量と金属箔の厚みＤＦとの間に線形の関係が存在するだけではない
ことが不測の態様でわかった。代わりに、この線形性の勾配は、０．０５ｍｍ未
満から約０．０３ｍｍの金属箔の厚みＤＦの範囲に対して変化する。これは幾分
平らになる。好ましくは、金属箔の厚みＤＦが約０．０３ｍｍまたはそれ未満で
ある場合、ろう付け媒体の質量ＭＬの上限は、以下の点（ＭＬ／ＤＦ；ＤＦ）を
通過する曲線に沿って金属箔の厚みＤＦに依存して選択される。それらはすなわ
ち、（１４．６ｇ／ｍ；０．０３ｍｍ）、（１４．８ｇ／ｍ；０．０２５ｍｍ）
、（１６ｇ／ｍ；０．０２ｍｍ）、（２７ｇ／ｍ；０．０１ｍｍ）である。用い
るべきろう付け媒体の質量ＭＬに対して、金属箔の厚みＤＦが約０．０３ｍｍま
たはそれ未満である場合の下限は、金属箔の厚みＤＦに依存して、以下の点（Ｍ
Ｌ／ＤＦ；ＤＦ）に沿って通る曲線から選択されるのが有利である。それらはす
なわち、（８．６ｇ／ｍ；０．０３ｍｍ）、（９ｇ／ｍ；０．０２５ｍｍ）、（
９．２ｇ／ｍ；０．０２ｍｍ）、（１６ｇ／ｍ；０．０１ｍｍ）である。金属箔
の厚みＤＦが約０．０３ｍｍまたはそれ未満である場合の極めて耐久性のある金
属箔接合は、ろう付け媒体の質量ＭＬが、金属箔の厚みＤＦに依存して、以下の
点（ＭＬ／ＤＦ；ＤＦ）を通過する曲線から選択されるときにもたらされた。そ
れらはすなわち、（１１ｇ／ｍ；０．０３ｍｍ）、（１１．２ｇ／ｍ；０．０２
５ｍｍ）、（１２ｇ／ｍ；０．０２ｍｍ）、（２０ｇ／ｍ；０．０１ｍｍ）であ
る。これらの曲線に対して＋５％および−５％の偏差も適用可能である。
【００１０】 上述の金属箔接合の適用の好ましい分野は、シート状金属層からなるハニカム
体である。シート状金属層からなるそのようなハニカム体は、少なくとも部分的
に構造化された金属箔から形成される。金属箔は０．０５ｍｍ未満の厚みを有し
、シート状金属層は互いに少なくとも部分的にろう付けされ、ろう付けされた接
合点でそれぞれ、ろう付け媒体で満たされる１つまたは２つの楔を有する。金属
箔接合のための上述の調節ルールを用いると、機械的応力に対するハニカム体の
耐久性は、以前標準的であった量のろう付け媒体を用いたときと比較して、大幅
に高いことが示された。ろう付け媒体の質量ＭＬと金属箔の厚みＤＦとの間の調
節ルールを考慮することにより、最も幅広く異なる金属箔の厚みを用いたときに
、より速くかつ単純な態様でもっとも有利な量のろう付け媒体を見つけることが
できた。しかしながら、耐久性だけでなく、上述のセル燃焼、セル変形、層の破
壊および端縁での空隙の形成の問題も、金属箔接合のための調節ルールを守るこ
とによって回避された。
【００１１】 耐久性のある金属箔接合を作製できるさらなる手段は、好適な金属箔ろう付け
媒体粒子片を用いることにより得られる。ろう付け接合部で楔を形成する第１お
よび第２の金属箔の間にろう付け接合を作製するため、特に金属箔からなるハニ
カム体のろう付け接合を作製するための金属箔ろう付け媒体粒子片は、それは０
．０１ｍｍから０．２ｍｍの間の粒子サイズを有するが、以下の金属箔の厚みに
従って構成される。すなわち、 − 約０．０５ｍｍの厚みについては、０．１３５ｍｍの最大直径および０．
０１５ｍｍの最小直径を備えるろう付け媒体粒子から、 − 約０．０２ｍｍの厚みについては、０．０８ｍｍの最大直径および０．０
２ｍｍの最小直径を備えるろう付け媒体粒子から、 − これらの間にある厚みについては、０．０５ｍｍおよび０．０２ｍｍの金
属箔の厚みに対応する値からほぼ線形の態様でもたらされる、最大直径および最
小直径のろう付け媒体粒子により、さらに、 − ろう付け媒体粒子片のそれぞれの直径の合計に対する、パーセントでのガ
ウス分布の最大値は、ろう付け媒体粒子片の最大および最小の直径の間のほぼ中
央に配置される。
【００１２】 接合されるべきそれぞれの金属箔の厚みに対する、ろう付け媒体粒子片のろう
付け媒体粒子の最大直径と最小直径との間の線形の関係が不測の態様で発見され
た。さらに、約０．０５ｍｍまたはそれ未満、特に０．０３ｍｍまたはそれ未満
の金属箔の厚みＤＦについての非常に耐久性のある金属箔接合は、ガウス分布の
最大値が、金属箔の厚みが小さくなるに従いより小さなろう付け媒体粒子片に向
かって変位しない代わりに、分布の中で中央に配置されたままであることによっ
て得られた。金属箔の厚みの減少とともに、ガウス分布のベル形が中央に保持さ
れれば、かつ、それが０．０１ｍｍまでの金属箔の厚みとともに変化しなければ
、極めて耐久性のある金属箔接合がもたらされる結果となる。
【００１３】 ろう付け媒体粒子片の最大直径については、以下の調節ルールが極めて有利と
判明した。すなわち、ろう付け媒体粒子片の最大直径は以下の値から生じる。
【００１４】 − 約０．０５ｍｍの厚みについては、０．１２５ｍｍおよび特に０．１０５
ｍｍの最大直径を備えるろう付け媒体粒子から、 − 約０．０２ｍｍの厚みについては、０．０７ｍｍおよび特に０．０６３ｍ ｍの最大直径 を備えるろう付け媒体粒子から、 − これらの間にある金属箔の厚みについては、０．０５ｍｍおよび０．０２
ｍｍの金属箔の厚みに対応する値からほぼ線形の態様でもたらされる、最大直径
のろう付け媒体粒子による。
【００１５】 ろう付け媒体粒子片の最小直径については、以下の調節ルールが極めて有利と
判明した。すなわち、ろう付け媒体粒子片の最小直径は以下の値から生じる。
【００１６】 − 約０．０５ｍｍの厚みについては、０．０１８ｍｍ、特に０．０２３ｍｍ
の最小直径を備えるろう付け媒体粒子から、 − 約０．０２ｍｍの厚みについては、０．０３ｍｍおよび特に０．０３５ｍ ｍの最小直径 を備えるろう付け媒体粒子から、 − これらの間にある金属箔の厚みについては、０．０５ｍｍおよび０．０２
ｍｍの金属箔の厚みに対応する値からほぼ線形の態様でもたらされる、最大直径
のろう付け媒体粒子による。
【００１７】 ０．０３ｍｍまたはそれ未満の金属箔の厚みについては、ろう付け媒体粒子の
最小直径が減少すべきでないことが不測の態様でわかった。むしろ、最小直径が
約０．０３ｍｍ、特に０．０３５ｍｍであるときに、金属箔接合は特に耐久性が
あった。これよりも小さな直径を備えるろう付け媒体粒子は耐久性が増加しなか
った。むしろ、劣化が認められることがしばしばであった。
【００１８】 さらに、耐久性のある金属箔接合を作製するために、方法であって、金属箔ろ
う付け媒体粒子片を用いて第１および第２の金属箔がともに接合され、 − 第１および第２の金属箔は０．０５ｍｍ未満の厚みを有し、 − ２つの金属箔は接合点でともにろう付けされ、接合点は１つまたは２つの 楔 を形成し、 − 第１および第２の金属箔は、それらが金属箔ろう付け媒体粒子片に接する
前に接着される、方法が提供された。金属箔ろう付け媒体粒子片はこのとき、そ
れらが上述の調節ルールを満たすように調節される。
【００１９】 金属箔ろう付け媒体粒子片を用いて第１および第２の金属箔の金属箔接合を作
製するためのさらなる方法であって、 − 第１および第２の金属箔は０．０５ｍｍ未満の厚みを有し、 − ２つの金属箔は接合点でともにろう付けされ、接合点は楔を形成し、 − 第１および第２の金属箔は、それらが金属箔ろう付け媒体粒子片に接する
前に接着され、 方法は、第１のステップにおいて第１および第２の金属箔を第１の金属箔ろう
付け媒体粒子片と接触させる。その後、金属箔は、第２のステップにおいて、金
属箔ろう付け媒体粒子片に再び接する。０．０３ｍｍまたはそれ未満の厚みを備
える金属箔が用いられる。そのような材料厚みの金属箔の場合、２ステップのろ
う付け媒体適用方法は、単一ステップのろう付け媒体適用よりも高コストにもか
かわらず、より有利と不測の態様で判明した。よりよい耐久性が得られ、また金
属箔ろう付け媒体粒子片の純粋に単一のステップの適用と比較して、導かれるろ
う付け媒体の量のよりよい制御も得られた。
【００２０】 この２ステップの方法は、第１の金属箔ろう付け媒体粒子片が、それが、第２
のステップで用いられた金属箔ろう付け媒体粒子片よりも大きなおよび小さな、
ろう付け媒体粒子の最大直径および最小直径を有するように選択されることによ
り、さらに改良される。第１のステップで、第１の金属箔ろう付け媒体粒子片は
依然に上述のように調節されるのが有利である。第２の金属箔ろう付け媒体粒子
片はここでも、ろう付け媒体粒子の最大直径が０．０７ｍｍ未満でありかつろう
付け媒体粒子の最小直径が０．０４ｍｍよりも大きくなるように、第２のステッ
プのために選択されるのが有利である。これらの調節ルールが守られるときに、
特に耐久性のある金属箔接合がもたらされた。特にハニカム体のろう付けの場合
、金属箔接合は、ろう付け手順のすぐ後、およびその後のテストにおいても、失
敗率が全くないかまたはそれぞれ非常に低い失敗率でもたらされた。
【００２１】 この発明のさらなる有利な構成および特徴が以下の図面に示される。これらの
特徴は、さらなる有利な構成および実施例とそれぞれ組合せることができる。
【００２２】
【詳細な説明】 図１は、第１の金属箔２および第２の金属箔３との金属箔接合１を示す。金属
箔２、３は、接合点４でろう付けされる。接合点４は、第１の金属箔２および第
２の金属箔３の遭遇による楔５である。楔５には、ろう付け媒体６が置かれる。
このろう付け媒体６は、第１の金属箔および第２の金属箔３のそれぞれの第１の
部分７および第２の部分８の上に適用されるろう付け媒体粒子片の形にある。こ
れは、以後非常に一般的に接着と示される、たとえば、ＤＥ４ ２１９ １４５ Ｃ１からの方法に従って可能であり、その開示が参照される。しかしながら、
ろう付け媒体６は、ＤＥ４ ２１９ １４５ Ｃ１に記載の異なるろう付け媒体
適用方法に従って適用可能であり、これもまた本明細書中に参照される。第１の
金属箔２および第２の金属箔３の各々は０．０５ｍｍ未満の金属箔の厚みＤＦを
有する。２つの金属箔２、３の表面は、それぞれ、ろう付け媒体６のより十分な
接着のために事前に準備されるかまたは微細構造を設けることができる。楔５の
中に置かれるろう付け媒体６の質量ＭＬは、どの金属箔の厚みＤＦが選択される
かにかかわらず、第１の金属箔２および第２の金属箔３の第１の部分７および第
２の部分８の質量ＭＦに対する質量ＭＬがほぼ一定の比率になるように調節され
る。部分７、８の質量ＭＦは、第１の部分７および第２の部分８のそれぞれの個
別の質量の加算により得られる。これは次には、ろう付け媒体と接する部分の、
それぞれの金属箔の厚みＤＦおよび長さＬＡから生じる。２つの金属箔２、３の
実際の遭遇の長さもまた計算に加えられる。このほぼ一定の比率は、第１の金属
箔２が第２の金属箔３とは異なる金属箔の厚みＤＦを有するときにほぼ得られる
。
【００２３】 図２は、選択された金属箔の厚みＤＦに依存する、接合点でのろう付け媒体の
ろう付け媒体質量ＭＬの間の依存性を示す。これにより、０．０５ｍｍ未満の金
属箔の厚みに対する、既に上述のほぼ線形の依存性が生じる。比率ＭＦ／ＭＬが
一定であるだけでなく、ΔＭＬ／ΔＤＦの勾配もまた、耐久性のある金属箔接合
に対してほぼ線形である。これにより、異なる金属箔の厚みを選択するときに、
即時に好適な質量のろう付け媒体ＭＬを外挿または内挿することが常に可能にな
る。特に、ハニカム体における耐久性のある金属箔接合は、図２に明らかに示さ
れたように、以下の対の値（ＤＦ［マイクロメートル］；ＭＬ［１０-4グラム］
）から生じた。それらはすなわち、（５０；５．５）、（４０；４．４）、（３
０；３．３）、（２５；２．８）である。説明された金属箔の厚みＤＦに対する
ろう付け媒体の質量ＭＬが、材料の組成およびろう付けの方法に依存して、約１
０％の対応する上方および下方偏差を当然含んでこれらの値内にあれば、ろう付
け媒体の標準的な適用とともにさもなければ起こるセル燃焼およびセル変形が阻
止される。
【００２４】 図３は、さらなる金属箔接合９を示す。楔５の中に、先行技術に従う標準的な
ろう付け媒体粒子片１０が適用される。楔５は、この標準的なろう付け媒体粒子
片１０の使用により、その端縁１１で完全に閉止される。これは、第１の金属箔
２と第２の金属箔３との間に、金属箔２、３の間で楔の形をとるろう付け媒体６
の合着し完全に結合した集積が存在することを意味する。ろう付け前の、以後の
図４に示されるような別の金属箔接合はこれとは異なる。
【００２５】 図４は、第１の金属箔２および第２の金属箔３の異なる金属箔接合１２を示す
。ろう付け媒体６は、第１の金属箔２上に第１の層１３の形でおよび第２の金属
箔３上に第２の層１４の形で、これら２つの金属箔２、３に適用される。これは
、概略的な説明で上述された標準的なろう付け媒体粒子片とは異なる、変更を加
えられたろう付け媒体粒子片を用いることによって行なわれる。少なくとも、図
３の金属箔接合９と比較した、金属箔接合１２上のろう付け媒体のより小さな量
のために、特に０．０３以下の厚みのより小さな金属箔の厚みＤＦにより、ろう
付け媒体が金属箔２、３を通って拡散したりまたは、特にハニカム体の形状に関
してろう付けの間に端縁を割ることにそれぞれつながる危険は存在しない。
【００２６】 図５は、Ｙ軸上に示された好適なろう付け媒体粒子片の選択と、Ｘ軸上に示さ
れた選択された金属箔の厚みＤＦとの間の関係を示す。５０マイクロメートルの
金属箔の厚みＤＦに対してろう付け媒体粒子片を用いるが、その最小のろう付け
媒体粒子直径は２５マイクロメートルよりも大きく、その最大のろう付け媒体粒
子直径は１０６マイクロメートルよりも小さい。金属箔の厚みＤＦが減少するに
つれ、ろう付け媒体粒子片は、最大ろう付け媒体粒子直径が続いて減少し、かつ
これに対して、可能な最小ろう付け媒体粒子直径が続いて増加するように調整さ
れる。これは、ある金属箔の厚みＤＦから先は、実際の金属箔の厚みＤＦよりも
大きなろう付け媒体粒子直径しか存在しないという結果を生む。したがってガウ
ス分布の最大値は下向きにならず、金属箔の厚みが減少するとともに、さらに小
さなろう付け媒体直径に向かう。むしろ、これはベル形のままであり、中央に位
置された最大値に向かってさらに狭まるように、端縁の区域にのみ向かう。この
関係は、幾分異なる態様で図５に示される。ろう付け媒体粒子片は、個別のろう
付け媒体粒子片のろう付け媒体粒子直径の最大値に沿った線形方程式に従って組
合される。ろう付け媒体粒子片のためのこの調節ルールは、以後以下の図面を参
照して説明される。
【００２７】 図６は、５０マイクロメートルよりも小さな厚みの金属箔との耐久性のある金
属箔接合を作製可能にするための調節ルールを示し、特にここではこれらは、熱
的および機械的応力の両者を受ける排気ガス触媒コンバータ用ハニカム体の金属
箔接合のためのものである。金属箔接合当りのろう付け媒体の質量ＭＬがＹ軸上
にグラムで与えられる。これは、楔の中にあるべき質量を意味する。一方、Ｘ軸
上には金属箔の厚みＤＦが入る。質量ＭＬの上限Ｏおよび下限Ｕが表に示される
。それぞれの金属箔の厚みＤＦに対するろう付け媒体の質量ＭＬが線Ｉに沿って
選択されるときに、金属箔接合の特に優れた耐久性がもたらされた。この表では
、２０マイクロメートルから３０マイクロメートルの金属箔の厚みＤＦの間に、
２５マイクロメートルの金属箔厚みＤＦが追加で導かれていることに留意しなけ
ればならない。このために、曲線は、特に３０マイクロメートル未満の範囲にお
いて、Ｘ軸の歪みがなければそうなるであろうよりもより線形に見える。これに
もかかわらず、３０マイクロメートルから５０マイクロメートルの間で、質量Ｍ
Ｌと金属箔の厚みＤＦとの間にほぼ線形の関係が存在することがこの表からわか
る。３０マイクロメートルよりも下では、曲線の勾配は幾分平らになる。選択可
能な質量範囲の幅は、漏斗の形でさらに下向きに、より小さな金属箔の厚みＤＦ
に向けて狭まることがさらに明らかである。曲線Ｉに沿った、選択された質量Ｍ
Ｌのほぼ理想的な値は、このように上限Ｏよりも下限Ｕのより近くに走る。した
がって、たとえばハニカム体などの、ろう付けされるべきより複雑な本体の場合
、ろう付け媒体適用方法のための調節ルールは、曲線Ｉに従う理想値に沿ってで
きる限り遠くに進むべきであるが、しかし下限を下回らないように注意しなけれ
ばならない。この危険性は、下限Ｕへの曲線Ｉの近接のために、上限Ｏを超える
よりも起こりやすい。
【００２８】 図７は、Ｘ軸上に記入された、選択された金属箔の厚みＤＦに依存する、Ｙ軸
上にマイクロメートルで記入された粒子サイズの幅を示す。この表は、ハニカム
体へのろう付け媒体の適用のために発見された幅を例示的な態様で示す。塗りつ
ぶされた三角形を有する第１の曲線１５は、選択されるべき最小粒子サイズの限
界を示す。第２の曲線１６は、金属箔の厚みＤＦに依存した、選択されるべき最
大粒子サイズを示す。ろう付け媒体粒子片の最小粒子直径が第３の曲線１７に沿
って進みかつろう付け媒体粒子片の最大粒子直径が第４の曲線１８に沿って進む
ときに、ハニカム体向けに特に優れた金属箔接合が選択された。さらに、粒子サ
イズに対するろう付け媒体粒子片の上限および下限は、金属箔の厚みＤＦが減少
するのに伴い、管状の態様で互いに近づくことが表からわかる。第２の曲線１６
および第４の曲線１８の勾配の絶対値は、したがって、第１の曲線１５および第
３の曲線１７の勾配よりも大きい。特に３０マイクロメートルおよびそれ未満の
金属箔の厚みＤＦから先は、第１の曲線１５および第３の曲線１７の絶対勾配は
０に向かう。
【００２９】 図８は、図６の関係を示し、ここでは、金属箔の厚みＤＦに依存するろう付け
媒体の質量ＭＬは、金属箔の厚みＤＦに対する商として表わされる。商は、３０
マイクロメートルの金属箔の厚みＤＦまではほぼ一定のままであるが、３０マイ
クロメートル以下では、商、すなわちＤＦで除したＭＬがさらに増すことが明ら
かである。
【００３０】 図９は、金属箔の厚みＤＦに依存した、ろう付け媒体粒子直径のガウス分布の
概略図を示す。Ｙ軸上には、ろう付け媒体粒子直径が最大ろう付け媒体粒子直径
まで記入される。Ｘ軸上には、パーセント分布が示される。一方では、最大のろ
う付け媒体粒子直径は、ろう付け媒体粒子片の幅のほぼ中央にあることが明らか
である。金属箔の厚みＤＦが小さくなるに従い、ベル形は、ろう付け媒体粒子片
それ自体のパーセント分布と同様のわずかな程度にしか原則的に変化しないこと
がさらに明らかである。
【００３１】 図１０は、図６に既に示されたような、金属箔の厚みに依存する、用いられる
ろう付け媒体の量の間の関係をここでも示す。しかしながら図１０では、Ｘ軸の
歪みが排除されるため、分布は正常である。下限Ｕ、上限Ｏおよび約２０マイク
ロメートルまでの理想的な上昇Ｉの線形性ならびに幾分の曲がりが、これらの測
定値から明らかである。
【００３２】 全体的に、特にハニカム体の、特に優れた耐久性の金属箔接合は、金属箔ろう
付け媒体粒子片を用いた金属箔接合および／または方法が、それぞれ上述された
ように用いられたときにもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ２つの金属箔から形成される楔の図である。
【図２】 用いられる金属箔の厚みに依存した、金属箔接合の接合点ごとの
ろう付け媒体の量の間の関係の図である。
【図３】 標準的なろう付け媒体粒子片で満たされる楔の図である。
【図４】 変更されたろう付け媒体粒子片で満たされる楔の図である。
【図５】 用いられるろう付け媒体粒子片と用いられる金属箔の厚みとの間
の依存性の図である。
【図６】 金属箔の厚みに依存した、用いられるろう付け媒体の量の間の関
係の図である。
【図７】 用いるべき金属箔の厚みに依存した、用いられるろう付け媒体粒
子片の量の間の関係の図である。
【図８】 金属箔の厚みＤＦに対するろう付け媒体の質量ＭＬの最大および
最小の比率の関係の表の図である。
【図９】 ろう付け媒体粒子片の直径のガウス分布の概略図である。
【図１０】 金属箔の厚みに依存した、用いられるろう付け媒体の量の間の
さらなる関係の図である。
【符号の説明】 １ 金属箔接合、２ 第１の金属箔、３ 第２の金属箔、４ 接合点、５ 楔
、６ ろう付け媒体、７ 第１の部分、８ 第２の部分、９ さらなる金属箔接
合、１０ 標準的なろう付け媒体粒子片、１１ 端縁、１２ 金属箔接合、１３
ろう付け媒体の第１の層、１４ ろう付け媒体の第２の層、１５ 第１の曲線
、１６ 第２の曲線、１７ 第３の曲線、１８ 第４の曲線、ＤＦ 金属箔の厚
み、ＬＡ 部分の長さ、ＭＬ ろう付け媒体の質量、ＭＦ 箔部分の質量、Ｕ
ろう付け媒体の質量の下限、Ｏ ろう付け媒体の質量の上限、Ｉ ろう付け媒体
の質量の理想値。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ， ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，Ｃ Ｕ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ， ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，Ｌ Ｃ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ， ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，Ｓ Ｌ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 シュロットマン，ヘルゲ ドイツ連邦共和国、デー−51467 ベルギ シュ・グラドバッハ、アン・デール・エン ゲルスフール、15

Claims (22)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第１（２）および第２（３）の金属箔の金属箔接合（１；１
    ２）であって、第１（２）および第２（３）の金属箔は０．０４ｍｍ未満の厚み
    を有しかつ接合点（４）で互いにろう付けされ、接合点（４）は、ろう付け媒体
    （６）で実質的に満たされる角度（５）を形成し、 ろう付け媒体の質量ＭＬと、角度（５）の中のろう付け媒体（６）が接する金
    属箔のそれらの部分（７，８）の質量ＭＦとは所定の比率にあり、ＭＦ／ＭＬの
    比率は約４から約８にわたることを特徴とする、金属箔接合（１；１２）。
  2. 【請求項２】 第１（２）および第２（３）の金属箔の金属箔接合（１；１
    ２）であって、第１（２）および第２（３）の金属箔は０．０４ｍｍ未満の厚み
    を有しかつ接合点（４）で互いにろう付けされ、接合点（４）は、ろう付け媒体
    （６）で満たされる角度（５）を形成し、 角度（５）の中に、金属箔の厚みＤＦに対して、ほぼ、ＭＬ／ＤＦ＝８ｇ／ｍ
    から１６ｇ／ｍである比率のろう付け媒体質量ＭＬが置かれることを特徴とする
    、金属箔接合（１；１２）。
  3. 【請求項３】 金属箔の厚みＤＦが０．０４ｍｍ未満から約０．０３ｍｍま
    たはそれ未満の場合、ろう付け媒体の質量ＭＬの上限（Ｏ）は、金属箔の厚みＤ
    Ｆに依存してほぼ線形の態様で減少することを特徴とする、請求項２に記載の金
    属箔接合（１；１２）。
  4. 【請求項４】 金属箔の厚みＤＦに対するろう付け媒体の質量ＭＬの上限（
    Ｏ）は、＋５％および−５％の偏差を含み、ほぼ、ＭＬ／ＤＦ＝１４．６ｇ／ｍ
    であることを特徴とする。請求項２または３に記載の金属箔接合（１；１２）。
  5. 【請求項５】 ろう付け媒体の質量ＭＬの下限（Ｕ）は、金属箔の厚みＤＦ
    に依存してほぼ線形の態様で減少することを特徴とする、請求項２に記載の金属
    箔接合（１；１２）。
  6. 【請求項６】 金属箔の厚みＤＦに対するろう付け媒体の質量ＭＬの下限（
    Ｕ）は、＋５％および−５％の偏差を含み、ほぼ、ＭＬ／ＤＦ＝８．７ｇ／ｍで
    あることを特徴とする、請求項５に記載の金属箔接合（１；１２）。
  7. 【請求項７】 約０．０３ｍｍまたはそれ未満の金属箔の厚みＤＦについて
    は、金属箔の厚みＤＦに依存した、ろう付け媒体の質量ＭＬの上限（Ｏ）は、以
    下の点（ＭＬ／ＤＦ；ＤＦ）、すなわち（１４．６ｇ／ｍ；０．０３ｍｍ）、（
    １４．８ｇ／ｍ；０．０２５ｍｍ）、（１６ｇ／ｍ；０．０２ｍｍ）、（２７ｇ
    ／ｍ；０．０１ｍｍ）を通過する曲線に沿っていることを特徴とする、請求項２
    から６のいずれかに記載の金属箔接合（１；１２）。
  8. 【請求項８】 約０．０３ｍｍまたはそれ未満の金属箔の厚みＤＦについて
    は、金属箔の厚みＤＦに依存した、ろう付け媒体の質量ＭＬの下限（Ｕ）は、以
    下の点（ＭＬ／ＤＦ；ＤＦ）、すなわち（８．６ｇ／ｍ；０．０３ｍｍ）、（９
    ｇ／ｍ；０．０２５ｍｍ）、（９．２ｇ／ｍ；０．０２ｍｍ）、（１６ｇ／ｍ；
    ０．０１ｍｍ）を通過する曲線に沿っていることを特徴とする、請求項２から６
    のいずれかに記載の金属箔接合（１；１２）。
  9. 【請求項９】 約０．０３ｍｍまたはそれ未満の金属箔の厚みＤＦについて
    は、金属箔の厚みＤＦに依存した、ろう付け媒体の質量ＭＬは、以下の点（ＭＬ
    ／ＤＦ；ＤＦ）、すなわち（１１ｇ／ｍ；０．０３ｍｍ）、（１１．２ｇ／ｍ；
    ０．０２５ｍｍ）、（１２ｇ／ｍ；０．０２ｍｍ）、（２０ｇ／ｍ；０．０１ｍ
    ｍ）を通過する曲線に沿っていることを特徴とする、請求項２から６のいずれか
    に記載の金属箔接合（１；１２）。
  10. 【請求項１０】 金属箔の厚みＤＦに対する、角度（５）中のろう付け媒体
    質量ＭＬの関係は、＋１５％および−１０％の偏差を含み、ほぼ、ＭＬ／ＤＦ＝
    １１ｇ／ｍであることを特徴とする、請求項２に記載の金属箔接合（１；１２）
    。
  11. 【請求項１１】 シート状金属層からなるハニカム体であって、 − シート状金属層は、少なくとも部分的に構造化される金属箔から形成され
    、 − 金属箔は０．０４ｍｍ未満の厚みを有し、 − シート状金属層は互いに少なくとも部分的にろう付けされ、ろう付け接合
    点（４）で、ろう付け媒体（６）で実質的に満たされる角度（５）をそれぞれ有
    し、 ハニカム体は、請求項１から１０のいずれかに記載の金属箔接合（１；１２）
    を有することを特徴とする、ハニカム体。
  12. 【請求項１２】 ろう付け接合で角度（５）を形成する第１（２）および第
    ２（３）の金属箔の間にろう付け接合を作製するため、特に、金属箔からなるハ
    ニカム体のろう付け接合を作製するための金属箔ろう付け媒体粒子片であって、
    ろう付け媒体粒子片は、０．００１ｍｍから０．２ｍｍの間の粒子サイズを有し
    、 ろう付け媒体粒子片は以下のような金属箔の厚みに従って構成され、すなわち − 約０．０５ｍｍの厚みについては、０．１３５ｍｍの最大直径および０．
    ０１５ｍｍの最小直径を備えるろう付け媒体粒子から、 − 約０．０２ｍｍの厚みについては、０．０８ｍｍの最大直径および０．０
    ２ｍｍの最小直径を備えるろう付け媒体粒子から、 − これらの間にある金属箔の厚みについては、０．０５ｍｍおよび０．０２
    ｍｍの金属箔の厚みに対応する値からほぼ線形の態様で結果的に生じる、最大直
    径および最小直径のろう付け媒体粒子により、さらに − ろう付け媒体粒子片の直径のそれぞれの部分に対するパーセントでのガウ
    ス分布の最大値は、ろう付け媒体粒子片の最大および最小直径の間のほぼ中央に
    配置されることを特徴とする、金属箔ろう付け媒体粒子片。
  13. 【請求項１３】 金属箔の厚みが０．０５ｍｍから０．０２ｍｍに減少する
    とき、ガウス分布はほぼ一定のままであることを特徴とする、請求項１２に記載
    の金属箔ろう付け媒体粒子片。
  14. 【請求項１４】 ろう付け媒体粒子片の最大直径は以下の値から生じ、すな
    わち − 約０．０５ｍｍの厚みについては、０．１２５ｍｍ、特に０．１０５ｍｍ
    の最大直径を備えるろう付け媒体粒子から、 − 約０．０２ｍｍの厚みについては、０．０７ｍｍ、特に０．０６３ｍｍの
    最大直径を備えるろう付け媒体粒子から、 − これらの間にある金属箔の厚みについては、０．０５ｍｍおよび０．０２
    ｍｍの金属箔の厚みに対応する値からほぼ線形の態様で結果的に生じる、最大直
    径のろう付け媒体粒子によることを特徴とする、請求項１２または１３に記載の
    金属箔ろう付け媒体粒子片。
  15. 【請求項１５】 ろう付け媒体粒子片の最小直径は、以下の値から生じ、す
    なわち、 − 約０．０５ｍｍの厚みについては、０．０１８ｍｍ、特に０．０２３ｍｍ
    の最小直径を備えるろう付け媒体粒子から、 − 約０．０２ｍｍの厚みについては、０．０３ｍｍまたはそれ未満、特に０
    ．０３５ｍｍの最小直径を備えるろう付け媒体粒子から、 − これらの間にある金属箔の厚みについては、０．０５ｍｍおよび０．０２
    ｍｍの金属箔の厚みに対応する値からほぼ線形の態様で結果的に生じる、最大直
    径のろう付け媒体粒子によることを特徴とする、請求項１２、１３または１４に
    記載の金属箔ろう付け媒体粒子片。
  16. 【請求項１６】 ０．０３ｍｍまたはそれ未満の金属箔の厚みからは、ろう
    付け媒体粒子の最小直径は、約０．０３ｍｍまたはそれ未満、特に０．０３５ｍ
    ｍであることを特徴とする、請求項１２から１５のいずれかに記載の金属箔ろう
    付け媒体粒子片。
  17. 【請求項１７】 金属箔ろう付け媒体粒子片を用いた、第１（２）および第
    ２（３）の金属箔の金属箔接合（１；１２）を作製するための方法であって、 − 第１（２）および第２（３）の金属箔は０．０５ｍｍ未満の厚みを有し、 − ２つの金属箔（２，３）は接合点（４）でともにろう付けされ、接合点（
    ４）は角度（５）を形成し、 − 第１（２）および第２（３）の金属箔は、それらが金属箔ろう付け媒体粒
    子片に接する前に接着され、 金属箔ろう付け媒体粒子片は、請求項１２から１６のいずれかに記載の金属箔
    ろう付け媒体粒子片が得られるように調節されることを特徴とする、方法。
  18. 【請求項１８】 金属箔ろう付け媒体粒子片を用いた、第１（２）および第
    ２（３）の金属箔の金属箔接合（１；１２）を作製するための方法であって、 − 第１（２）および第２（３）の金属箔は０．０５ｍｍ未満の厚みを有し、 − ２つの金属箔（２，３）は接合点（４）でともにろう付けされ、接合点（
    ４）は角度（５）を形成し、 − 第１（２）および第２（３）の金属箔は、それらが金属箔ろう付け媒体粒
    子片に接する前に接着され、 第１（２）および第２（３）の金属箔は、第１のステップで第１の金属箔ろう
    付け媒体粒子片に接し、その後金属箔は、第２のステップで金属箔ろう付け媒体
    粒子片に再び接し、０．０３ｍｍまたはそれ未満の厚みを備える金属箔が用いら
    れることを特徴とする、方法。
  19. 【請求項１９】 第１の金属箔ろう付け媒体粒子片は、それが、第２のステ
    ップで用いられる第２の金属箔ろう付け媒体粒子片よりも大きなおよび小さな、
    ろう付け媒体粒子の最大および最小直径を有するように選択されることを特徴と
    する、請求項１８に記載の方法。
  20. 【請求項２０】 第１のステップで、請求項１２から１６のいずれかに記載
    の第１の金属箔ろう付け媒体粒子片が用いられることを特徴とする、請求項１８
    または１９に記載の方法。
  21. 【請求項２１】 第２のステップで、第２の金属箔ろう付け媒体粒子片は、
    ろう付け媒体粒子の最大直径が０．０７ｍｍ未満でありかつろう付け媒体粒子の
    最小直径が０．０４５ｍｍよりも大きくなるように選択されることを特徴とする
    、請求項１８、１９または２０のいずれかに記載の方法。
  22. 【請求項２２】 ハニカム体を製造するための、請求項１７から２１のいず
    れかに記載の方法。
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