JP2696507B2 - 複合ろう材のろう付方法 - Google Patents
複合ろう材のろう付方法Info
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- JP2696507B2 JP2696507B2 JP61312947A JP31294786A JP2696507B2 JP 2696507 B2 JP2696507 B2 JP 2696507B2 JP 61312947 A JP61312947 A JP 61312947A JP 31294786 A JP31294786 A JP 31294786A JP 2696507 B2 JP2696507 B2 JP 2696507B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- brazing material
- brazing
- composite
- melting point
- temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/02—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape
- B23K35/0222—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape for use in soldering, brazing
- B23K35/0233—Sheets, foils
- B23K35/0238—Sheets, foils layered
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、電子部品組立に用いて特に有用な複合ろう
材のろう付方法に関する。 〔従来の技術〕 各産業分野において、合理化および自動化は急速に進
んでいるが、これ等合理化や自動化は極めて精度の高い
制御によらなければ得られないものであり、この高精度
の制御装置に非常に重要な役割を果しているものに電子
部品がある。 上記制御装置等に多用されているセラミックを基板と
した電子部品は、ますます短小化と軽量化が要求される
と共に高精度化が求められ、それに伴なって部品組立が
複雑化する傾向にある。 セラミックを基板とした電子部品の組立には、ICチッ
プの担持，リード線の固定，シーリングの封着などがあ
り、その周辺部品には例えば80Au−Sn合金などのろう材
が用いられている。 例えば、セラミックパッケージICの製造工程におい
て、セラミック基板と入出力電気接続用ピンを従来の高
融点である銀ろうにより接合後、チップ担持基板にイン
ナーリード用の薄膜加工を施すことは工作上非常に困難
で不可能に近いものであり、そのために薄膜加工後に入
出力電気接続用ピンの接合を行なうことになる。ところ
がこの接合においては、薄膜特性を損なうような高温加
熱を施してはならないために上記銀ろうは好ましくな
い。 そこで、この接合に上記した80Au−Sn合金を用いるも
ので、融点が280℃であるために比較的低温での接合が
可能である。 〔発明が解決しようとする問題点〕 以上説明した80Au−Sn合金は比較的低温での接合がで
きるが、セラミック基板にICチップを担持する際のチッ
プダイボンディングやワイヤーボンディングおよびキャ
ップシールの次加工工程において、構造体全体が比較的
高い温度中にさらされるために80Au−Sn合金によって接
合された入出力電気接続用ピンが動くか傾いて不整列に
なってしまう問題がある。 しかも、良好な接合に必要なNiメッキ層とSnとが金属
間化合物を形成し、Niメッキ層が消失して入出力電気接
続用ピンと基板間の接合強度が全体的に弱まってしまう
という重大な問題がある。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は、Au層の外側にIn層を配置させた複合ろう材
で、Auが重量比で45〜85％の範囲とした融点が200℃以
上の複合ろう材を用い、被ろう付材を先ず160〜200℃の
温度範囲でInを主体としたろう付けを行い、つぎに、25
0〜300℃に加熱してInとAuを拡散させ、その際、加熱温
度を調整することによりInとAuの拡散状態を均一化させ
ながら段階的に融点を高めてこの複合ろう材の融点を20
0℃以上にすることを特徴とする。 〔作用〕 以上の方法によると、InとAuの拡散状態を均一化させ
ながら拡散を促し、融点を段階的に高めて結果として比
較的高い温度に保持されても必要な強度を得ることがで
きることになる。 上記説明において、Au量を重量比で45〜85％にした理
由は、Au量が85％を越えるとAuに対するInの拡散が緩慢
になり、処理終了時においても希望とする融点や組織が
得られないためであり、また、Au量が45％未満では脆い
金属間化合物が生成し易くなると共に耐蝕性が低下する
ことになる。 一方、ろう付け温度の第１段階を160〜200℃の範囲に
設定する理由は、Inの融点が156.4℃でその温度を越え
て溶融させるためであり、200℃を越える温度ではInが
急激に流動するため適正なろう付状態が得られないため
である。また、次の処理を250〜300℃であるいはそれ以
上の温度で加熱する理由は、AuへのInの拡散を段階的に
行なおうとするものである。すなわち、一挙に高い温度
で処理すると、Inが急激に流動して理想的な状態が得ら
れないことになる。 また、加熱段階をもつと増加しても一向に差し支えな
く、むしろ良い結果が期待できる。 〔実施例〕 以下に本発明の一実施例を図面を用いて説明する。 第１図は複合ろう材の断面図である。表面を清浄にし
た厚さ1.0mmのAu板２枚と厚さ0.8mmのIn板３枚をIn,Au,
In,Au,InのようにInが外側に位置するように交互に重ね
合せ、強い圧力で圧着して５層の複合板とし、この複合
板を厚さ0.05mmまで圧延し、直径1mmに打抜いた。 このとき、AuとInの重量比率はAuが約69％であった。 次に、上記複合ろう材を用いたろう付けの方法を説明
する。 メタライズされたセラミック基板とNi−Auメッキされ
たFe−Ni−Co合金からなる被ろう付材との間に上記複合
ろう材を配置し、連続的に移動する電気炉を用いて体積
混合比10％H2−90％N2の雰囲気で200℃×２分間相当の
条件でろう付け処理を行ない、次に段階的に高い温度域
に移動させて最終通過温度320℃の拡散安定化処理を行
なって冷却させた。 以上の本発明を以下に示す従来例によるろう材と接合
強度を比較した。 従来例として、80Au−Sn合金からなるろう材を上記の
雰囲気にて300℃×２分間の条件でろう付処理を行なっ
た。 第２図は接合強度を行なうための試料の斜視図であ
り、被ろう付材であるピン１をろう材２で接合したセラ
ミック基板３を60℃に傾け、上記の雰囲気で250〜400℃
の各温度に加熱し、静的にピンの位置ずれの程度をもっ
て接合強度の優劣とした。 なお、上記実施例ではAuとInを５層としたがAuを中に
した３層でもよく、さらには第３図の断面図に示す如く
中心をAu線材とし、その周囲をIn層で囲った構造として
もよく、これをさらに多層にして一番外側をIn層として
おけばよい。 〔発明の効果〕 以上説明した本発明によると、外側に比較的低融点の
In層、内側に比較的高融点のAu層とした複合ろう材とし
たことにより、低温度で被ろう付材のろう付けを行なう
ことができ、その後、低温拡散処理により高温での接合
強度が得られるという効果を有する。 また、従来の80Au−Sn合金の場合のように良好な接合
に必要なNiメッキ層がSnの拡散によるNi−Sn金属間化合
物の形成により消失するという現象がなく、金属間化合
物の特徴である脆さを生じない効果がある。 さらに、被接合部のAuメッキ層の厚さに応じてAuおよ
びInの重量比および総厚を変えることにより適正な接合
が行なえるという利点を有する。
材のろう付方法に関する。 〔従来の技術〕 各産業分野において、合理化および自動化は急速に進
んでいるが、これ等合理化や自動化は極めて精度の高い
制御によらなければ得られないものであり、この高精度
の制御装置に非常に重要な役割を果しているものに電子
部品がある。 上記制御装置等に多用されているセラミックを基板と
した電子部品は、ますます短小化と軽量化が要求される
と共に高精度化が求められ、それに伴なって部品組立が
複雑化する傾向にある。 セラミックを基板とした電子部品の組立には、ICチッ
プの担持，リード線の固定，シーリングの封着などがあ
り、その周辺部品には例えば80Au−Sn合金などのろう材
が用いられている。 例えば、セラミックパッケージICの製造工程におい
て、セラミック基板と入出力電気接続用ピンを従来の高
融点である銀ろうにより接合後、チップ担持基板にイン
ナーリード用の薄膜加工を施すことは工作上非常に困難
で不可能に近いものであり、そのために薄膜加工後に入
出力電気接続用ピンの接合を行なうことになる。ところ
がこの接合においては、薄膜特性を損なうような高温加
熱を施してはならないために上記銀ろうは好ましくな
い。 そこで、この接合に上記した80Au−Sn合金を用いるも
ので、融点が280℃であるために比較的低温での接合が
可能である。 〔発明が解決しようとする問題点〕 以上説明した80Au−Sn合金は比較的低温での接合がで
きるが、セラミック基板にICチップを担持する際のチッ
プダイボンディングやワイヤーボンディングおよびキャ
ップシールの次加工工程において、構造体全体が比較的
高い温度中にさらされるために80Au−Sn合金によって接
合された入出力電気接続用ピンが動くか傾いて不整列に
なってしまう問題がある。 しかも、良好な接合に必要なNiメッキ層とSnとが金属
間化合物を形成し、Niメッキ層が消失して入出力電気接
続用ピンと基板間の接合強度が全体的に弱まってしまう
という重大な問題がある。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は、Au層の外側にIn層を配置させた複合ろう材
で、Auが重量比で45〜85％の範囲とした融点が200℃以
上の複合ろう材を用い、被ろう付材を先ず160〜200℃の
温度範囲でInを主体としたろう付けを行い、つぎに、25
0〜300℃に加熱してInとAuを拡散させ、その際、加熱温
度を調整することによりInとAuの拡散状態を均一化させ
ながら段階的に融点を高めてこの複合ろう材の融点を20
0℃以上にすることを特徴とする。 〔作用〕 以上の方法によると、InとAuの拡散状態を均一化させ
ながら拡散を促し、融点を段階的に高めて結果として比
較的高い温度に保持されても必要な強度を得ることがで
きることになる。 上記説明において、Au量を重量比で45〜85％にした理
由は、Au量が85％を越えるとAuに対するInの拡散が緩慢
になり、処理終了時においても希望とする融点や組織が
得られないためであり、また、Au量が45％未満では脆い
金属間化合物が生成し易くなると共に耐蝕性が低下する
ことになる。 一方、ろう付け温度の第１段階を160〜200℃の範囲に
設定する理由は、Inの融点が156.4℃でその温度を越え
て溶融させるためであり、200℃を越える温度ではInが
急激に流動するため適正なろう付状態が得られないため
である。また、次の処理を250〜300℃であるいはそれ以
上の温度で加熱する理由は、AuへのInの拡散を段階的に
行なおうとするものである。すなわち、一挙に高い温度
で処理すると、Inが急激に流動して理想的な状態が得ら
れないことになる。 また、加熱段階をもつと増加しても一向に差し支えな
く、むしろ良い結果が期待できる。 〔実施例〕 以下に本発明の一実施例を図面を用いて説明する。 第１図は複合ろう材の断面図である。表面を清浄にし
た厚さ1.0mmのAu板２枚と厚さ0.8mmのIn板３枚をIn,Au,
In,Au,InのようにInが外側に位置するように交互に重ね
合せ、強い圧力で圧着して５層の複合板とし、この複合
板を厚さ0.05mmまで圧延し、直径1mmに打抜いた。 このとき、AuとInの重量比率はAuが約69％であった。 次に、上記複合ろう材を用いたろう付けの方法を説明
する。 メタライズされたセラミック基板とNi−Auメッキされ
たFe−Ni−Co合金からなる被ろう付材との間に上記複合
ろう材を配置し、連続的に移動する電気炉を用いて体積
混合比10％H2−90％N2の雰囲気で200℃×２分間相当の
条件でろう付け処理を行ない、次に段階的に高い温度域
に移動させて最終通過温度320℃の拡散安定化処理を行
なって冷却させた。 以上の本発明を以下に示す従来例によるろう材と接合
強度を比較した。 従来例として、80Au−Sn合金からなるろう材を上記の
雰囲気にて300℃×２分間の条件でろう付処理を行なっ
た。 第２図は接合強度を行なうための試料の斜視図であ
り、被ろう付材であるピン１をろう材２で接合したセラ
ミック基板３を60℃に傾け、上記の雰囲気で250〜400℃
の各温度に加熱し、静的にピンの位置ずれの程度をもっ
て接合強度の優劣とした。 なお、上記実施例ではAuとInを５層としたがAuを中に
した３層でもよく、さらには第３図の断面図に示す如く
中心をAu線材とし、その周囲をIn層で囲った構造として
もよく、これをさらに多層にして一番外側をIn層として
おけばよい。 〔発明の効果〕 以上説明した本発明によると、外側に比較的低融点の
In層、内側に比較的高融点のAu層とした複合ろう材とし
たことにより、低温度で被ろう付材のろう付けを行なう
ことができ、その後、低温拡散処理により高温での接合
強度が得られるという効果を有する。 また、従来の80Au−Sn合金の場合のように良好な接合
に必要なNiメッキ層がSnの拡散によるNi−Sn金属間化合
物の形成により消失するという現象がなく、金属間化合
物の特徴である脆さを生じない効果がある。 さらに、被接合部のAuメッキ層の厚さに応じてAuおよ
びInの重量比および総厚を変えることにより適正な接合
が行なえるという利点を有する。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図はテス
ト試料の斜視図、第３図は他の実施例の断面図である。
ト試料の斜視図、第３図は他の実施例の断面図である。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭48−14552（ＪＰ，Ａ)
特開 昭55−92287（ＪＰ，Ａ)
特開 昭57−52590（ＪＰ，Ａ)
特開 昭46−48400（ＪＰ，Ａ)
特開 昭58−100992（ＪＰ，Ａ)
特開 昭51−16260（ＪＰ，Ａ)
特許2563292（ＪＰ，Ｂ２)
特許2563293（ＪＰ，Ｂ２)
米国特許2438967（ＵＳ，Ａ)
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．Au層の外側にIn層を配置させた複合ろう材で、Auが
重量比で45〜85％の範囲とした融点が200℃以上の複合
ろう材を用い、被ろう付材を先ず160〜200℃の温度範囲
でInを主体としたろう付けを行い、つぎに、250〜300℃
に加熱してInとAuを拡散させ、その際、加熱温度を調整
することによりInとAuの拡散状態を均一化させながら段
階的に融点を高めてこの複合ろう材の融点を200℃以上
にすることを特徴とする複合ろう材のろう付方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61312947A JP2696507B2 (ja) | 1986-12-29 | 1986-12-29 | 複合ろう材のろう付方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61312947A JP2696507B2 (ja) | 1986-12-29 | 1986-12-29 | 複合ろう材のろう付方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63168290A JPS63168290A (ja) | 1988-07-12 |
| JP2696507B2 true JP2696507B2 (ja) | 1998-01-14 |
Family
ID=18035388
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61312947A Expired - Lifetime JP2696507B2 (ja) | 1986-12-29 | 1986-12-29 | 複合ろう材のろう付方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2696507B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02241690A (ja) * | 1989-03-10 | 1990-09-26 | Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk | 複合ろう材 |
| JPH03248766A (ja) * | 1990-02-27 | 1991-11-06 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ろう付け方法 |
| CN115070254A (zh) * | 2022-07-06 | 2022-09-20 | 郑州机械研究所有限公司 | 一种硬质合金钎焊用复合钎料及其制备方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2438967A (en) | 1943-05-21 | 1948-04-06 | Indium Corp | Indium-gold article and method |
| JP2563292B2 (ja) | 1986-12-29 | 1996-12-11 | 株式会社 徳力本店 | 複合ろう材のろう付方法 |
| JP2563293B2 (ja) | 1986-12-29 | 1996-12-11 | 株式会社 徳力本店 | 複合ろう材のろう付方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5116260A (ja) * | 1974-07-31 | 1976-02-09 | Hitachi Ltd | Rosetsuho |
-
1986
- 1986-12-29 JP JP61312947A patent/JP2696507B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2438967A (en) | 1943-05-21 | 1948-04-06 | Indium Corp | Indium-gold article and method |
| JP2563292B2 (ja) | 1986-12-29 | 1996-12-11 | 株式会社 徳力本店 | 複合ろう材のろう付方法 |
| JP2563293B2 (ja) | 1986-12-29 | 1996-12-11 | 株式会社 徳力本店 | 複合ろう材のろう付方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63168290A (ja) | 1988-07-12 |
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