JP2017217676A - プリフォームろう材の製造装置、製造方法及びプリフォームろう材 - Google Patents

Abstract

【課題】薄板リング形状に成形する場合であっても装置構成が簡素で、材料歩留まりが高く、しかも要求される形状への対応性が高いプリフォームろう材の製造装置、製造方法及びプリフォームろう材を得る。
【解決手段】線状のろう材１を断面四角形状にプレス成形するろう材成形装置であるプレス機３と、前記ろう材成形装置によって成形された断面四角形状の成形ろう材１Ａを所定形状の巻き芯４ａの周りに渦巻き状に巻付ける巻付け治具４と、前記巻付け治具４に巻付けられた渦巻き状の巻付けろう材１Ｂを熱処理することにより板状で所望形状のプリフォームろう材１Ｃを得る熱処理装置と、を備えるようにしたものである。
【選択図】図１

Description

本発明は線状のろう材を用いた薄板形状のプリフォームろう材の製造装置、製造方法及びプリフォームろう材に関するものである。

ＩＣなどの半導体素子や接触子の接点などの製造時に部材相互のろう付接合に用いられる従来の薄板リング形状をもつプリフォームろう材として、薄板状に成形したろう材を切断加工及び抜き加工によって製造するようにしたもの（例えば特許文献１参照）、粉末成形及び焼結によって製造するようにしたもの（例えば特許文献２参照）、あるいはワイヤ状のろう材を螺旋形状に巻き線しプレス機による圧縮成形を行うようにしたものなどがある。

特開平１−２２８６９８号公報 特開平１０−２１９３０６号公報

リング形状のプリフォームろう材を機械加工によって製造する手法にあっては、リング形状の内円部がスクラップとして生じるために、材料歩留まりが悪くコスト高となる。また、機械加工の中で、レーザー切断を利用する手法においては製造装置のコストも高い。抜き加工においては、プレス油を使用するために、ろう付け環境によっては使用前に脱脂工程を追加する必要がある。
また、粉末成形による製造手法にあっては、バインダを混合しペースト化し、形状を成形した後に焼結を行うために、複雑な工程が多いといった問題点がある。
また、ワイヤ状のろう材をリング形状もしくは螺旋形状に巻き線し、プレス機にて薄板形状へと成形するプリフォームろう材の製造方法にあっては、プレス機による圧縮成形時に巻き線したワイヤのリング径が拡がることで線間に隙間が生じ、求める寸法を得ることが困難であることや、成形荷重が非常に大きいといった問題点があった。

本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、薄板リング形状に成形する場合であっても装置構成が簡素で、材料歩留まりが高く、しかも要求される形状への対応性が高いプリフォームろう材の製造装置、製造方法及びプリフォームろう材を得ることを目的としている。

本発明に係るプリフォームろう材の製造装置は、線状のろう材を断面四角形状にプレス成形するろう材成形装置と、前記ろう材成形装置によって成形された断面四角形状の成形ろう材を所定形状の巻き芯の周りに渦巻き状に巻付ける巻付け治具と、前記巻付け治具に巻付けられた渦巻き状の巻付けろう材を熱処理することにより板状で所望形状のプリフォームろう材を得る熱処理装置と、を備えたものである。
また、本発明に係るプリフォームろう材の製造方法は、線状のろう材を断面四角形状の成形ろう材に成形加工した後、前記成形ろう材を巻付け治具における所定形状の巻き芯の周りに渦巻き状に巻付け、前記巻付け治具に巻付けられた渦巻き状の巻付けろう材を熱処理することにより板状で所望形状のプリフォームろう材を得ることを特徴とするものである。
また、本発明に係るプリフォームろう材は、断面四角形状に成形された線状の成形ろう材から成り、該線状の成形ろう材が中心部から外周部に向けて渦巻き状に巻回され、かつ熱処理によって渦巻きからなる板状に形状保持されて成ることを特徴とするものである。

本発明のプリフォームろう材の製造装置においては、ろう材成形装置における線状のろう材に対する断面四角形状への圧縮成形圧力、及び巻付け治具における巻き芯の周りに対する渦巻き状に巻付ける巻き数を調整することにより、任意の板厚及び板面方向の寸法を持つ板状で所望形状のプリフォームろう材を、材料歩留まり高く得ることができ、また、装置構成を、ろう材の圧縮成形、巻付け成形、及び熱処理による形状保持処理といった簡素なものとすることができる。
また、本発明のプリフォームろう材の製造方法によれば、線状のろう材を断面四角形状にプレス成形した後に巻付け治具に渦巻き状に巻付けることで薄板状に成形するようにしたので、薄板リング形状に成形する場合であっても材料歩留まりが高く、しかも要求される形状への対応性が高いという効果が得られる。
また、本発明に係るプリフォームろう材は、断面四角形状に成形された線状の成形ろう材が渦巻き状に巻回されたものであることにより、所望形状に対応させることが容易であるため、ろう付を適切に行うことができ、ろう付け品質を向上できるという効果が得られる。

本発明の実施の形態１に係るプリフォームろう材の製造装置の要部を概念的に示す正面図である。 図１の製造装置における線状のろう材の成形過程の要部を概念的に説明する平面方向に見た断面図である。 図１に示されたろう材成形装置によって断面四角形状にプレス成形された成形ろう材の断面図である。 図１に示された巻付け治具の要部を示す正面図である。 図４に示された巻付け治具の下面図である。 本発明の実施の形態１に係るプリフォームろう材の製造方法の骨子を示す成形プロセスのフローチャートである。 図１の製造装置によって製造されたプリフォームろう材の平面図である。 本発明の実施の形態１に係る製造方法における巻付け治具による巻付け方向の例を示す要部断面図である。 本発明の実施の形態１に係る製造方法における巻付け治具による巻付け方向の他の例を示す要部断面図である。 本発明の実施の形態２に係るプリフォームろう材の製造装置の要部を概念的に示す正面図である。 図１０の製造装置における線状のろう材の成形過程の要部を概念的に説明する平面方向に見た断面図である。 本発明の実施の形態４に係るプリフォームろう材の製造装置に用いる巻付け治具の巻き芯形状を示す平面図である。 図１２の製造装置により製造されたプリフォームろう材の平面図である。 本発明の実施の形態５に係るプリフォームろう材の製造装置に用いる巻付け治具の巻き芯形状を示す平面図である。 図１４の製造装置により製造されたプリフォームろう材の平面図である。

実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係るプリフォームろう材の製造装置の要部を概念的に示す正面図、図２は図１の製造装置における線状のろう材の成形過程の要部を概念的に説明する平面方向に見た断面図、図３は図１に示されたろう材成形装置によって断面四角形状にプレス成形された成形ろう材の断面図である。図において、プリフォームろう材の製造装置は、線状のろう材１を供給する線材ガイド２、線状のろう材１を図３に示すような断面が四角形状（ここでは平角線形状）へと成形するろう材成形装置としてのプレス機３、平角線状に成形された成形ろう材１Ａを円柱状の巻き芯４ａの周りに渦巻き状に巻付ける巻付け治具４、巻き芯４ａに成形ろう材１Ａを巻付けるための回転駆動源であるモータ５、巻付け治具４に巻付けられた巻付けろう材１Ｂを巻き芯４ａと共に取り外すために、余長部分となっている成形ろう材１Ａを切断するワイヤカッタ６、及び、熱処理により巻付け治具４に巻付けられた巻付けろう材１Ｂをリング形状へと矯正する図示しない熱処理炉から成る。

プレス機３は、ここでは平面プレス機であり、線材ガイド２より供給される断面円形の線状のろう材１がプレス加工面上の所定位置に達したところで供給を停止し、径方向への圧縮を行うことで図３に示すような平角線形状の成形ろう材１Ａへと成形した後、成形部分を巻付け治具４の方向に移動させると共に新たな未成形部分が前述のプレス加工面上の所定位置に達したところで供給を停止し、ろう材１の未成形部分を径方向に圧縮する動作を順次繰り返すことで、長手方向に一様な平角線状に成形する。なお、ここではろう材１について、便宜上、加工前の素材である線状（単線で断面円形状）のものをろう材１と呼び、プレス加工後の断面が平角線状など四角形状のものを成形ろう材１Ａと呼び、巻付け治具４に渦巻き状に巻付けた状態のろう材を巻付けろう材１Ｂと呼び、熱処理後のリング状の完成品（図７に図示）をプリフォームろう材１Ｃと呼ぶこととする。また、用いることができるろう材１の種類としては、例えばＢＡｇ等の銀ろう材、あるいはＢＣｕ等の銅ろう材などを挙げることができるが、特に限定されるものではなく、接合する母材の種類やろう付方法に応じて公知のろう材から適宜選択することができる。

次に、図４及び図５に基づいて巻付け治具４について具体的に説明する。なお、図４は図１に示された巻付け治具の要部を示す正面図、図５は図４に示された巻付け治具の下面図である。巻付け治具４は、円筒状ないしは円盤状の巻き芯４ａと、その巻き芯４ａの軸方向の一側部及び他端部に互いに対向するように設けられた鍔状の第一枠体である平面視正方形状の巻付け上板４ｂ及び鍔状の第二枠体である平面視円形の巻付け下板４ｃとからなり、さらに、巻き芯４ａに巻付けられた成形ろう材１Ａの外周側の端部を外力によって形状を保持させるための、ここではボルト及びナットからなる固定機構７が具備されている。また、巻付け下板４ｃには、巻付け開始時に成形ろう材１Ａの先端部を差し込み固定するために、巻き芯４ａの外周面に対応する位置よりも中心側から放射方向に伸びる溝状ないしはスリット状に形成された成形ろう材固定部（図示省略）が設けられている。巻付け治具４の各構成材は後述する熱処理に耐え得る材料とすることが必要であり、具体例としてはＳＵＳ３１２などのステンレス材等を好ましく用いることができる。

巻付け治具４はモータ５の出力軸に着脱可能に固定され、巻付け上板４ｂは巻き芯４ａに対して着脱可能に固定されている。巻付け上板４ｂ及び巻付け下板４ｃは平角線状に成形された成形ろう材１Ａを巻き芯４ａの周りに渦巻き状に巻付ける際に、成形ろう材１Ａの軸方向への移動を規制し、径方向に渦巻き状に重ね巻されて、図２に示すような平面状の巻付けろう材１Ｂへと巻き線可能なように設けられている。なお、図１においてはプレス機３によって成形された平角線状の成形ろう材１Ａの長辺方向（図の前後方向）を巻き線方向とする構成としているが、短辺方向（図の上下方向）を巻き線方向とするように、成形ろう材１Ａの延在方向に対して、巻付け治具４及びモータ５を９０°回転させた状態で設置しても差し支えない。

次に、上記のように構成された実施の形態１のプリフォームろう材の製造装置及び製造方法について、更に、図６及び図７を参照して説明する。なお、図６は本発明の実施の形態１に係るプリフォームろう材の製造方法の骨子を示す成形プロセスのフローチャート、図７は図１の製造装置によって製造されたプリフォームろう材の平面図である。
まず、巻付け上板４ｂは巻き芯４ａから取外しておく。そして、線材ガイド２より供給された線状のろう材１をプレス機３により、プレス機３から巻付け治具４までの長さ分を先に径方向へと圧縮を行うことで図３に例示する平角線形状の成形ろう材１Ａへと成形しておく。次に、成形ろう材１Ａの先端部を、巻付け下板４ｃの図示省略している成形ろう材固定部に差し込むことで固定した後、巻付け上板４ｂを巻き芯４ａに装着し、成形ろう材１Ａが巻付け上板４ｂと巻付け下板４ｃの間に収まるようにする。

次に、巻付け治具４の中心軸に取り付けられたモータ５を回転させることで成形ろう材１Ａは巻付け治具４の巻き芯４ａに巻き取られる。モータ５により巻付け治具４へと成形ろう材１Ａが一定量引き込まれる毎にモータ５を停止させ、プレス機３を駆動させることによって後方部側の未加工のろう材１を平角線形状の成形ろう材１Ａへと順次成形する。
具体例としては、ろう材１の外径が０．２ｍｍから０．８ｍｍとした場合、成形ろう材１Ａの断面寸法は、短辺が０．１ｍｍ〜０．２ｍｍ程度、長辺が０．２ｍｍ〜数ｍｍ程度の平角線形状に加工される。

前記のようにモータ５の停止とプレス機３によるろう材１の平角線形状への成形加工、モータ５の作動による巻き線を繰り返すことで、平角線形状となった成形ろう材１Ａを巻付け治具４に巻き線することが可能となる。目的の巻き数まで巻付けが完了した後、固定機構７としてのボルト７ａを巻付け上板４ｂの上から下方向に挿通し、巻付け上板４ｂの下面側に突出された前述のボルト７ａの軸部の先端部にナット７ｂを螺合させ、成形ろう材１Ａをナット７ｂと巻付け上板４ｂの下面との間に挟み込めるように隙間をあけて取付ける。

次に、巻付け治具４をモータ５から取外して、巻付けろう材１Ｂの巻付け径方向、ここでは図２における下方向にスライドさせることで、巻付け上板４ｂの上面側から挿入され巻付け上板４ｂの下方向に突出されたボルト７ａの軸部に対して、巻付けろう材１Ｂの巻付け端部から図の左方向に伸びる直線状の成形ろう材１ＡのＡ部（図２に図示）が当接する。その後、直線状の成形ろう材１ＡのＡ部を、ナット７ｂと巻付け上板４ｂの下面との間に挟み込んだ状態でボルト７ａをナット７ｂに対して締結することで、巻付けろう材１Ｂを外力により形状を保持した状態にすることが可能となる。なお、固定機構７は極めて単純な手法を例示したが、それに限定されるものではない。

そして、ワイヤカッタ６にて巻付け治具４に固定された巻付けろう材１Ｂの端部から固定機構７を経て外側に伸びる成形ろう材１Ａを切断する。その際、巻付け治具４に固定された巻付けろう材１Ｂは固定機構７による外力によりリング形状を保持した状態となる。巻付けろう材１Ｂを取り付けたまま、巻付け治具４を製造装置から取り外し、図示しない熱処理炉に投入し、巻付けろう材１Ｂの応力除去を行う。応力除去により、外力を加えない状態においても巻付けろう材１Ｂはリング形状を保持する。その後、固定機構７による固定を解除した後、巻付け上板４ｂを巻き芯４ａから外して、巻付けろう材１Ｂを取り外し、最外周部の不要な端部（余長部分）を切断することで、図７に示すような薄板リング形状のプリフォームろう材１Ｃが得られる。因みに、成形されたプリフォームろう材１Ｃの具体的な寸法例は、外径３８〜６８ｍｍ、内径２５〜６１ｍｍであるが、所望により任意に変更可能であることは言うまでもない。

本発明によるプリフォームろう材の製造方法においては、図６に示すように、線状のろう材１をプレス機３にて平角線形状の成形ろう材１Ａへと成形する工程Ｐ１と、成形ろう材１Ａを巻付け治具４に巻き線することでリング形状の巻付けろう材１Ｂに成形する工程Ｐ２と、工程Ｐ２の後、巻付けろう材１Ｂを熱処理することにより巻き線した際の巻付けろう材１Ｂのリング形状を保持させることで、リング形状のプリフォームろう材１Ｃを得る工程Ｐ３とを備えるようにしたものである。これにより、図７に示すリング形状のプリフォームろう材１Ｃを得ることができる。

なお、巻き線成形時には、平角線状の成形ろう材１Ａを平面視円形の巻付け下板４ｃの平面からなる表面上に巻き芯４ａの外周面に沿って円形状となるように巻き線を行い、成形ろう材１Ａを、目的とする薄板リング状のプリフォームろう材１Ｃと同形状にする。最内周の成形ろう材１Ａは巻き芯４ａに巻付け、それ以降は、内側に巻かれた成形ろう材１Ａに対して密着状に重ねて巻き線を行う。巻付け治具４の巻付け上板４ｂと巻付け下板４ｃと対向面の間隔は、平角線状の成形ろう材１Ａにおける巻き芯４ａの軸方向に平行な方向の寸法よりも大きく、かつその寸法の２倍未満とすることで、成形ろう材１Ａの軸方向への重なりを防ぐことができる。

次に、図８及び図９を参照して平角線状の成形ろう材１Ａを巻付ける場合の巻付け方向の特質について説明する。なお、図８は本発明の実施の形態１に係る製造方法における巻付け治具による巻付け方向の例を示す要部断面図、図９は本発明の実施の形態１に係る製造方法における巻付け治具による巻付け方向の他の例を示す要部断面図である。
成形後のプリフォームろう材１Ｃの板厚は、巻付け方向を平角線の長辺方向とするか短辺方向とするかによって決まり、平角線状の成形ろう材１Ａの断面形状における長辺方向（図３の左右方向）の長さもしくは短辺方向の長さとなる。平角線状の長辺または短辺の長さは圧縮成形前のろう材１の線径及びプレス機３の圧縮成形荷重にて制御可能となる。

なお、圧縮成形では、圧縮成形前の線状のろう材１と圧縮成形後の平角線状の成形ろう材１Ａの体積は同じであるために、成形ろう材１Ａの断面形状における短辺方向の長さ（図８の例では成形ろう材１Ａの上下方向の寸法）と長辺方向の長さ（図８の例では成形ろう材１Ａの左右方向の寸法）は反比例の関係となる。薄板リング形状のプリフォームろう材１Ｃの外円寸法（半径）は、平角線状の成形ろう材１Ａをリング形状に巻付けるときの径方向となる辺の長さと、平面上に巻付けた巻き数の積を巻き芯４ａの半径に加えることで表される。そのため、平角線状の成形ろう材１Ａを巻付けるときの、薄板リング形状のプリフォームろう材１Ｃの径方向となる辺の長さと巻き数を変化させることで任意の外円寸法へと制御することが可能である。プリフォームろう材１Ｃの内円寸法は巻き芯４ａの半径を変えることで任意に変更可能なことは言うまでもない。

圧縮成形において、素材として用いる線状のろう材１の線径にバラつきがある場合、圧縮面である平角線状の成形ろう材１Ａの断面における短辺方向の長さのバラつきは小さいが、その断面における長辺方向の長さのバラつきが大きくなることがある。よって、図８に示すように、成形ろう材１Ａを巻き芯４ａに巻付ける際に、平角線状の成形ろう材１Ａの断面形状における長辺方向が完成品の径方向（図８の左右方向）となるように巻回することで、成形後の薄板リング形状のプリフォームろう材１Ｃの板厚精度を良好とすることが可能となる。

一方、成形後のリング形状のプリフォームろう材１Ｃは図７に示すように巻付けたろう材（成形ろう材１Ａ）の外周側端部Ｂがリング形状の最外周よりはみ出た形状となる。巻付け時のリング形状の径方向となる成形ろう材１Ａの断面における辺の長さが大きい場合、あるいは扁平率が大きい場合、成形ろう材１Ａの巻き終わりの外周側端部Ｂのはみ出し量が大きくなり、薄板リング形状のプリフォームろう材１Ｃの内円と外円の形状が円形状より遠ざかる。そのため、成形後の薄板リング形状のプリフォームろう材１Ｃの内円と外円の形状について真円に近い円形状を求める場合には、図９に示すように巻付ける際に、成形ろう材１Ａの断面形状における短辺方向が径方向（図９の左右方向）となるように巻回することで、巻き終わりの端部のはみ出し寸法が小さくなり、成形後の薄板リング形状のプリフォームろう材１Ｃの内円と外円の形状について良好な円形状とすることが可能となる。なお、熱処理工程の後、渦巻きの外周端から直線状に伸びる余長部分を切断する際に径方向に対して斜めに切断し、外周側端部Ｂの切断面を傾斜させることで、前述のはみ出し寸法を小さくすることもできる。

次に、熱処理工程について説明する。熱処理工程においては、巻付けろう材１Ｂの熱処理を行う空間を、例えば水素ガス、あるいは窒素ガスやアルゴンガスなどの非活性ガス雰囲気とし、または真空状態の空間とすることで、加熱下でのろう材の表面酸化の防止及び圧縮成形、巻き線成形時の表面酸化膜の除去作用が行われる。また、加熱時と同様に表面酸化を防止するために非活性ガス雰囲気または真空容器内にて冷却を行う。温度は結晶中の歪みを除去させることを目的としているため、ろう材の再結晶温度以上かつ融点未満の温度とする。具体例としては、例えば銀ろうを用いる場合、約６００℃で１０分間程度行われ、温度が高温であるほど短時間にて歪みの除去が可能である。

上記のように、実施の形態１のプリフォームろう材の製造装置によれば、プレス機３によって線状のろう材１を平角線状などの断面四角形状へ成形するときの圧縮成形圧力、及び巻き芯４ａの周りに渦巻き状に巻付ける巻付け成形における巻き数を調整することにより、任意の板厚及び板面方向の寸法を持つ板状で所望形状のプリフォームろう材を成形することができる。また、プリフォームろう材１Ｃへの成形過程が、圧縮成形、巻付け成形、及び熱処理による形状保持処理といった簡素なもので、成形荷重も比較的小さいものであるため、装置構成を簡素で小型にできる。また、線状のろう材１を用いて板状に加工するため、成形する際の材料歩留まりの向上及び成形プロセスの簡易化が行えるなどの効果が得られる。

また、実施の形態１のプリフォームろう材の製造方法によれば、線状のろう材１を断面四角形状にプレス成形した後に薄板状に成形するようにしたことで、薄板リング形状に成形する場合であっても材料歩留まりが高く、しかも要求される形状への対応性が高いという効果が得られる。また、焼結成形に比べ、簡素な成形プロセスにて成形可能といった効果が得られる。また、リング形状となったろう材を一度に薄板形状へと圧縮成形する場合に比べて、圧縮成形時のリング形状の変化の考慮が不要となる他、成形荷重を抑制できるといった効果が得られる。また、脱脂工程なども不要にできる。

実施の形態２．
図１０は本発明の実施の形態２に係るプリフォームろう材の製造装置の要部を概念的に示す正面図、図１１は図１０の製造装置における線状のろう材の成形過程の要部を概念的に説明する平面方向に見た断面図である。なお、この実施の形態２は線状のろう材１を平角線形状へと成形するための装置として、ロールプレス機からなるプレス機３Ａを用いたものである。なお、各実施の形態を通じて同一又は相当する部材には同一符号を付している。図において、プレス機３Ａは第１の間隙で対向された第１のロール３ａと、前記第１の間隙よりも狭い第２の間隙で対向された第２のロール３ｂを備え、線材ガイド２より供給された線状のろう材１が前記第１のロール３ａ、及び第２のロール３ｂの間を通過するときに順次圧縮されることで、実施の形態１と同様の平角線形状の成形ろう材１Ａに加工される。なお、前記間隙は何れも任意の寸法に調節可能に構成されている。また、対向されたロールの設置数は２組に限定されるものではなく、例えば１組でもよい。その他の構成は実施の形態１と同様である。

次に、動作について説明する。まず、プレス機３Ａから巻付け治具４までの長さ分を先に平角線形状の成形ろう材１Ａへと成形しておく。そして、その成形ろう材１Ａの先端部を巻付け治具４の巻付け下板４ｃの図示しない溝に差し込み固定し、巻付け上板４ｂと巻付け下板４ｃの間に収まるようにする。巻付け治具４の中心軸に取り付けられたモータ５を回転させることで成形ろう材１Ａは巻付け治具４の巻き芯４ａに巻き取られる。モータ５により成形ろう材１Ａが巻付け治具４側へ引き込まれる際に、プレス機３Ａに備えられた一定荷重を加えたロール３ａ、３ｂの間をろう材１が通過することにより、平角線状の成形ろう材１Ａへと成形される。この際、連続的にワイヤろう材１が成形ろう材１Ａへと成形されるため、実施の形態１のように、モータ５をろう材１の引き込み量に応じて停止させる必要がない。

目的の巻き数まで巻付けが完了した後、実施の形態１と同様に、固定機構７にて成形ろう材１Ａの余長部分を挟み込むことで巻付け治具４に巻付けられた巻付けろう材１Ｂを外力により形状を保持した状態とし、巻付け治具４の外側に連なる成形ろう材１Ａをワイヤカッタ６にて切断する。そして、巻付けろう材１Ｂを取り付けた巻付け治具４を製造装置から取り外し、図示しない熱処理炉に投入し、成形ろう材１Ａの応力除去を行った後、巻付け治具４より成形ろう材１Ａを取り外し、渦巻きの外周端から直線状に伸びる余長部分を切断することで、図７に示すような薄板リング形状のプリフォームろう材１Ｃが得られる。

前記のように、実施の形態２においては、ロールプレス機からなるプレス機３Ａを用いたことにより、圧延方向がろう材１の進行方向と一致するので、ろう材１が長手方向に伸ばされるため、平角線状に成形した後の成形ろう材１Ａの断面積が平角線成形前のろう材１の断面積に比べて小さくなる。これにより、用いるろう材１の線径を太くした場合においても、平面プレスのプレス機３を用いた場合に比べ、長辺方向の長さを小さくすることが可能であり、成形後の薄板リング形状のプリフォームろう材の内円と外円の形状について良好な円形状とすることが可能となる。また、平面プレス機を用いた実施の形態１のように、成形の都度モータ５を停止させる必要がなくなるので、加工時間を短縮できるという効果も得られる。

実施の形態３．
前述の実施の形態１及び実施の形態２では、線材ガイド２、プレス機３又はプレス機３Ａ、ワイヤカッタ６、及び巻付け治具４を直列的に並べ、プレス成形された平角線状の成形ろう材１Ａを巻付け治具４に直接的に巻付ける構成としたが、この実施の形態３は、プレス成形された平角線状の成形ろう材１Ａを一旦、ワイヤドラムやボビン等の巻取具に巻付けておき、巻付け治具４に巻付ける際には、その巻取具から平角線状の成形ろう材１Ａを繰出して巻付け治具４に供給するようにしたものである。即ち、平角線状に成形する装置と巻付け成形する装置とを別構成としたものである。なお、装置構成としては、例えば図１０におけるプレス機３Ａを省略し、線材ガイド２の前段に平角線状の成形ろう材１Ａを巻付けた巻取具が配設された状態となる（図示省略）。

前述の実施の形態２のプレス機３Ａと巻付け治具４による線材加工手法では、
（平角線状の成形ろう材１Ａの短辺の寸法）／（元の断面円形のろう材１の線径）
で表される圧縮比が小きい場合に、プレス成形にて生じるローラとろう材１との摩擦力から、成形ろう材１Ａに掛かる張力が非常に大きくなる。この張力の影響により、成形ろう材１Ａの短辺の長さが例えば、０．５ｍｍ以下というように小さい場合には、巻付け治具４に渦巻き状に巻付けるために必要な張力が加えられることで成形ろう材１Ａが破断する恐れが高くなる。

これに対して、前記のように構成された実施の形態３においては、プレス機３Ａによって成形された平角線状の成形ろう材１Ａは、巻取具に巻取るための小さい力を加えるだけで済むので、成形ろう材１Ａに対して必要以上の過大な張力を及ぼすことがないため、成形ろう材１Ａの破断を防ぐことが可能となる。
また、巻取具と巻付け治具４を所望の複数組設けることにより、図６に示す成形ろう材１Ａを巻付け治具４に巻き線することでリング形状の巻付けろう材１Ｂに成形する工程Ｐ２を同時並行的に実施することができるので、生産性を向上させることが可能となるという顕著な効果が得られる。

実施の形態４．
図１２は本発明の実施の形態４に係るプリフォームろう材の製造装置に用いる巻付け治具の巻き芯形状を示す平面図、図１３は図１２の製造装置により製造されたプリフォームろう材の平面図である。図１２において、巻き芯４ａＡは、円形の外周面の１部が直線で切り取られたＤカット部４ａ１が形成されている。そして、成形ろう材１Ａの巻き始めがＤカット部４ａ１の形成位置となるように、巻付け下板４ｃに成形ろう材固定部（図示省略）が設置されている。その他の構成部材は実施の形態１、２、または３と同様である。

上記のように構成された実施の形態４においては、成形ろう材１Ａの先端部を巻付け治具４に渦巻き状に巻付ける際に、前記Ｄカット部４ａ１に対応する位置に設けられた成形ろう材固定部に差し込み固定して、リング状の巻き線成形、及び熱処理の工程を行う。
本実施の形態４によれば、図１３に示すように巻き線を完了したろう材の端部が、一巻き分前のろう材の直線部Ｓに収まることにより、成形後の薄板リング形状のプリフォームろう材１Ｃの外円の形状について他の実施の形態に比べ、良好な円形状とすることが可能となる。

実施の形態５．
図１４は本発明の実施の形態５に係るプリフォームろう材の製造装置に用いる巻付け治具の巻き芯形状を示す平面図、図１５は図１４の製造装置により製造されたプリフォームろう材の平面図である。図１４において、巻き芯４ａＢは頂点が丸みを帯びた多角形状、ここでは四角形状に形成されている。その他の構成部材は実施の形態１、２、または３と同様である。

上記のように構成された実施の形態５においては、成形ろう材１Ａを実施の形態１と同様に多角形状の巻き芯４ａＢに対して巻付けることで、渦巻き状の巻付けろう材１Ｂを形成し、その後熱処理を行うことで、成形後のプリフォームろう材１Ｃの形状が図１５のような角部が丸みを帯びた多角形状となる。要するに、巻き芯４ａ（４ａＡ、４ａＢ）の形状と巻き数、成形ろう材１Ａを巻付けるときの幅方向の寸法を変更することで、容易に所望の形状、大きさのプリフォームろう材１Ｃを得ることができる。例えば、巻き芯４ａを例えば成形ろう材１Ａの寸法と同程度に細くすることで、中央部の穴を実質的に無くした板状のプリフォームろう材を得ることもできる。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。例えばプレス加工後の成形ろう材１Ａの断面形状は平角線状に限定されず、頂角の部分が丸みを帯びた正方形状であっても差し支えない。また、巻付け治具４の構成や、図示省略している成形ろう材固定部の設置個所や固定手法なども特に限定されるものではない。また、プリフォームろう材１Ｃは薄板リング形状で平板状のものについて説明したが、平板状に限定されるものではない。例えば、巻き芯４ａと巻付け下板４ｃを一体化して、成形ろう材１Ａの巻付け部を、側面視「バベルの塔」に描かれた渦巻き状の階段のように形成し、成形ろう材１Ａをその渦巻き状の階段を形成している一筋の傾斜路に沿って、例えば上端部に位置する中心側から渦巻き状に下方向に向けて巻付けることにより、立体的な円錐面形状に形成することもできる。なお、その場合、巻付け上板４ｂは使用せず、固定機構７は巻き芯４ａと一体化された巻付け下板４ｃに設置することで対応できる。

１ ろう材、１Ａ 成形ろう材、１Ｂ 巻付けろう材、１Ｃ プリフォームろう材、
２ 線材ガイド、３ プレス機（ろう材成形装置）、３Ａ プレス機、
３ａ、３ｂ ロール、４ 巻付け治具、４ａ 巻き芯、４ａ１ Ｄカット部、
４ａＡ 巻き芯、４ａＢ 巻き芯、４ｂ 巻付け上板、４ｃ 巻付け下板、５ モータ、
６ ワイヤカッタ、７ 固定機構、７ａ ボルト、７ｂ ナット、Ｂ 外周側端部、
Ｓ 直線部。

Claims (8)

1. 線状のろう材を断面四角形状にプレス成形するろう材成形装置と、前記ろう材成形装置によって成形された断面四角形状の成形ろう材を所定形状の巻き芯の周りに渦巻き状に巻付ける巻付け治具と、前記巻付け治具に巻付けられた渦巻き状の巻付けろう材を熱処理することにより板状で所望形状のプリフォームろう材を得る熱処理装置と、を備えたプリフォームろう材の製造装置。
2. 前記巻付け治具は、前記巻き芯と、その巻き芯の軸方向の一側部及び他端部に互いに対向するように設けられた鍔状の第一枠体及び第二枠体とからなり、前記第一枠体と第二枠体の対向面の間隔を、前記断面四角形状の成形ろう材における前記巻き芯の軸方向に平行な方向の寸法よりも大きく、かつその寸法の２倍未満としたことを特徴とする請求項１記載のプリフォームろう材の製造装置。
3. 前記巻き芯の断面形状は、円形の外周面の一部が直線で切取られたＤカット部を有するものであることを特徴とする請求項１または請求項２記載のプリフォームろう材の製造装置。
4. 前記巻き芯の断面形状は、頂点が丸みを帯びた多角形状であることを特徴とする請求項１または請求項２記載のプリフォームろう材の製造装置。
5. 前記巻付け治具は、前記第一枠体または第二枠体に、前記巻き芯に巻付けられた前記成形ろう材の外周側の端部を固定する固定機構を備えたことを特徴とする請求項２から請求項４の何れかに記載のプリフォームろう材の製造装置。
6. 線状のろう材を断面四角形状の成形ろう材に成形加工した後、前記成形ろう材を巻付け治具における所定形状の巻き芯の周りに渦巻き状に巻付け、前記巻付け治具に巻付けられた渦巻き状の巻付けろう材を熱処理することにより板状で所望形状のプリフォームろう材を得るプリフォームろう材の製造方法。
7. 前記線状のろう材を断面四角形状の成形ろう材に成形加工した後、前記成形ろう材を巻取具に巻取り、しかる後、前記巻取具に巻取られた前記成形ろう材を前記巻付け治具に繰出すようにしたことを特徴とする請求項６記載のプリフォームろう材の製造方法。
8. 断面四角形状に成形された線状の成形ろう材から成り、該線状の成形ろう材が中心部から外周部に向けて渦巻き状に巻回され、かつ熱処理によって渦巻きからなる板状に形状保持されて成ることを特徴とするプリフォームろう材。

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