JP2836993B2 - 金属板の接合方法 - Google Patents
金属板の接合方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は金属板の接合方法に関す
る。
る。
【０００２】
【従来の技術】金属板のろう付・はんだ付を行う際に
は、通常金属板表面の汚染物や酸化膜を除去する目的
で、フラックスを用いる方法（フラックスろう付・はん
だ付法）がある。また、フラックスを用いないで、ろう
材・はんだ材を加熱溶融する時は、生成する酸化膜を防
止するのに、ろう付・はんだ付を真空中で行う方法（真
空ろう付・はんだ付法）がある。図６（ａ）及び図６
（ｂ）は従来例を示しており、金属板２をヒータ３で加
熱し、ろう材・はんだ材４を金属板２上に載せた状態で
ある。図に示すように、ろう材・はんだ材４と金属板２
とのぬれはよくない。また、ろう付・はんだ付による金
属板の接合とは別に、特に薄い金属板の接合の場合は、
ローラを用いて金属板相互を圧接接合していた。図７は
この圧接接合の従来例を示しており、金属板１１ａと１
１ｂは圧下ローラ１２により圧接接合される。両金属板
１１ａと１１ｂの接合界面に表面汚れ（例えば、酸化
膜）Ｃが残留すると、接合が芳しくない。酸化膜が粉砕
された部分Ｄでは接合は良好である。
は、通常金属板表面の汚染物や酸化膜を除去する目的
で、フラックスを用いる方法（フラックスろう付・はん
だ付法）がある。また、フラックスを用いないで、ろう
材・はんだ材を加熱溶融する時は、生成する酸化膜を防
止するのに、ろう付・はんだ付を真空中で行う方法（真
空ろう付・はんだ付法）がある。図６（ａ）及び図６
（ｂ）は従来例を示しており、金属板２をヒータ３で加
熱し、ろう材・はんだ材４を金属板２上に載せた状態で
ある。図に示すように、ろう材・はんだ材４と金属板２
とのぬれはよくない。また、ろう付・はんだ付による金
属板の接合とは別に、特に薄い金属板の接合の場合は、
ローラを用いて金属板相互を圧接接合していた。図７は
この圧接接合の従来例を示しており、金属板１１ａと１
１ｂは圧下ローラ１２により圧接接合される。両金属板
１１ａと１１ｂの接合界面に表面汚れ（例えば、酸化
膜）Ｃが残留すると、接合が芳しくない。酸化膜が粉砕
された部分Ｄでは接合は良好である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たフラックスろう付・はんだ付法、真空ろう付・はんだ
付法及びローラによる圧接接合法には以下に述べるよう
な種々の課題があった。フラックスろう付・はんだ付法
では、フラックスは腐食性を有しているものが多く、
ろう付・はんだ付後に洗浄が必要である。洗浄後、僅
かに残る残留フラックスは、接合部の信頼性の障害とな
る。フラックスは、通常液体のものが多い。従って狭
小な間隙等には、フラックスは、浸透できず、その効果
が発揮できない。
たフラックスろう付・はんだ付法、真空ろう付・はんだ
付法及びローラによる圧接接合法には以下に述べるよう
な種々の課題があった。フラックスろう付・はんだ付法
では、フラックスは腐食性を有しているものが多く、
ろう付・はんだ付後に洗浄が必要である。洗浄後、僅
かに残る残留フラックスは、接合部の信頼性の障害とな
る。フラックスは、通常液体のものが多い。従って狭
小な間隙等には、フラックスは、浸透できず、その効果
が発揮できない。
【０００４】真空ろう付・はんだ付法では、装置が大
きくなる。真空状態にするのに時間、費用がかかる。
多量生産に不向きである。また、特に薄い金属板の場
合に用いられるローラ圧接による圧接接合法では、ロ
ーラの圧接によっても粉砕されない酸化物が残留する。
この残留酸化物により１００％の接合が困難である。
母材である金属板に塑性流動が必要なため、脆性材料
や熱に敏感な材料（例えば、アモルファス）には不適当
である。
きくなる。真空状態にするのに時間、費用がかかる。
多量生産に不向きである。また、特に薄い金属板の場
合に用いられるローラ圧接による圧接接合法では、ロ
ーラの圧接によっても粉砕されない酸化物が残留する。
この残留酸化物により１００％の接合が困難である。
母材である金属板に塑性流動が必要なため、脆性材料
や熱に敏感な材料（例えば、アモルファス）には不適当
である。
【０００５】本発明はかかる課題を解決するためになさ
れたもので、その目的とするところは、フラックスを用
いないで、大気中でろう付・はんだ付を行う金属板の接
合方法及びアモルファスのような脆性材料でも容易に圧
接接合できる金属板の接合方法を提供することにある。
れたもので、その目的とするところは、フラックスを用
いないで、大気中でろう付・はんだ付を行う金属板の接
合方法及びアモルファスのような脆性材料でも容易に圧
接接合できる金属板の接合方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による金属板の接合方法は、フラックスの替
わりとして、エキシマレーザを金属板表面に照射し、金
属板表面を洗浄かつ活性にすることにより、ろう付・は
んだ付を促進させるものである。すなわち、接合部分の
金属板表面にエキシマレーザを照射することにより、金
属板表面上に形成された酸化膜は分解除去（アブレーシ
ョン）されて、金属板表面は清浄になり、ろう材・はん
だ材のぬれが促進され良好な接合が得られる。また、微
細部に対しても、レーザ光は照射が可能であるため、フ
ラックスが浸透しない部分にもろう付・はんだ付が行え
る。
に、本発明による金属板の接合方法は、フラックスの替
わりとして、エキシマレーザを金属板表面に照射し、金
属板表面を洗浄かつ活性にすることにより、ろう付・は
んだ付を促進させるものである。すなわち、接合部分の
金属板表面にエキシマレーザを照射することにより、金
属板表面上に形成された酸化膜は分解除去（アブレーシ
ョン）されて、金属板表面は清浄になり、ろう材・はん
だ材のぬれが促進され良好な接合が得られる。また、微
細部に対しても、レーザ光は照射が可能であるため、フ
ラックスが浸透しない部分にもろう付・はんだ付が行え
る。
【０００７】特に、エキシマレーザは、金属表面のみを
分解除去するのに適しており、金属内部に損傷を与えな
い。例えば、銅表面のＣｕ2Ｏ、ＣｕＯ等の酸化膜を除
去する場合、エキシマレーザのエネルギー密度は１〜２
０Ｊ／ｃｍ2 程度である。また、金属板相互を圧接によ
り接合する金属板の接合方法は、両金属板の隙間にエキ
シマレーザを照射し、この金属板表面から表面汚れを除
去する。活性化されたクリーンな金属板表面を露出させ
た直後に、両金属板相互を圧接接合するため良好な接合
が得られる。
分解除去するのに適しており、金属内部に損傷を与えな
い。例えば、銅表面のＣｕ2Ｏ、ＣｕＯ等の酸化膜を除
去する場合、エキシマレーザのエネルギー密度は１〜２
０Ｊ／ｃｍ2 程度である。また、金属板相互を圧接によ
り接合する金属板の接合方法は、両金属板の隙間にエキ
シマレーザを照射し、この金属板表面から表面汚れを除
去する。活性化されたクリーンな金属板表面を露出させ
た直後に、両金属板相互を圧接接合するため良好な接合
が得られる。
【０００８】
【作用】以上述べたように、金属板表面に、エキシマレ
ーザが照射されると、極表面でレーザが吸収され、酸化
膜あるいは、金属が分解除去される。これによって、接
合部金属板表面は、清浄かつ活性な状態となり、溶融し
たろう材・はんだ材と良好な接合を行うことができ、ま
た、圧接による接合も良好に行うことができる。
ーザが照射されると、極表面でレーザが吸収され、酸化
膜あるいは、金属が分解除去される。これによって、接
合部金属板表面は、清浄かつ活性な状態となり、溶融し
たろう材・はんだ材と良好な接合を行うことができ、ま
た、圧接による接合も良好に行うことができる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１（ａ）〜（ｄ）は第１実施例を示しており、
金属板接合面に予めろう材・はんだ材を予備接合してお
く方法において、エキシマレーザを照射しながらヒータ
加熱する例である。例えば、金属板上にろう材・はんだ
材を予備接合する場合に、図１（ａ）及び図１（ｂ）に
示すように、金属板２をヒータ３で加熱し、エキシマレ
ーザ１を照射しながら、ろう材・はんだ材４を供給する
と、良好なぬれが得られる。この時、ろう材・はんだ材
４を接合面に予め設置しておいてもよいことは言うまで
もない。次に、図１（ｃ）及び図１（ｄ）に示すよう
に、予備接合処理した金属板１を互いに接触させ、ヒー
タ３で加熱することでろう付・はんだ付が完了する。
する。図１（ａ）〜（ｄ）は第１実施例を示しており、
金属板接合面に予めろう材・はんだ材を予備接合してお
く方法において、エキシマレーザを照射しながらヒータ
加熱する例である。例えば、金属板上にろう材・はんだ
材を予備接合する場合に、図１（ａ）及び図１（ｂ）に
示すように、金属板２をヒータ３で加熱し、エキシマレ
ーザ１を照射しながら、ろう材・はんだ材４を供給する
と、良好なぬれが得られる。この時、ろう材・はんだ材
４を接合面に予め設置しておいてもよいことは言うまで
もない。次に、図１（ｃ）及び図１（ｄ）に示すよう
に、予備接合処理した金属板１を互いに接触させ、ヒー
タ３で加熱することでろう付・はんだ付が完了する。
【００１０】図２（ａ）〜（ｃ）は第２実施例を示して
おり、加熱をＣＯ2 レーザやＹＡＧレーザ等の高エネル
ギービームを用いて行う例である。この方法でのエキシ
マレーザ照射は、ＣＯ2 レーザやＹＡＧレーザの照射と
同時に行う場合とエキシマレーザ照射後にＣＯ2 レーザ
やＹＡＧレーザを照射する場合がある。図２（ａ）及び
図２（ｂ）に示すように、金属板２にＣＯ2 ｏｒＹＡＧ
レーザ５を照射しながら、ろう材・はんだ材４を供給す
ると、良好なぬれが得られる。以上のように予備接合を
完了させた後、図２（ｃ）及び図２（ｄ）に示すよう
に、予備接合処理した金属板１を互いに接触させ、ヒー
タ３で加熱することでろう付・はんだ付が完了する。
おり、加熱をＣＯ2 レーザやＹＡＧレーザ等の高エネル
ギービームを用いて行う例である。この方法でのエキシ
マレーザ照射は、ＣＯ2 レーザやＹＡＧレーザの照射と
同時に行う場合とエキシマレーザ照射後にＣＯ2 レーザ
やＹＡＧレーザを照射する場合がある。図２（ａ）及び
図２（ｂ）に示すように、金属板２にＣＯ2 ｏｒＹＡＧ
レーザ５を照射しながら、ろう材・はんだ材４を供給す
ると、良好なぬれが得られる。以上のように予備接合を
完了させた後、図２（ｃ）及び図２（ｄ）に示すよう
に、予備接合処理した金属板１を互いに接触させ、ヒー
タ３で加熱することでろう付・はんだ付が完了する。
【００１１】図３（ａ）及び（ｂ）は第３実施例を示し
ており、実施例１、２とは異なり、予備接合を行わず
に、金属板をろう付・はんだ付する方法である。図に示
すように、金属板２にエキシマレーザ１を照射しなが
ら、ろう材・はんだ材４を供給させ、ヒータ３により加
熱する。この時、エキシマレーザ１は、ろう付・はんだ
付を行う所（金属板相互の境界部）を狙い位置として照
射する。
ており、実施例１、２とは異なり、予備接合を行わず
に、金属板をろう付・はんだ付する方法である。図に示
すように、金属板２にエキシマレーザ１を照射しなが
ら、ろう材・はんだ材４を供給させ、ヒータ３により加
熱する。この時、エキシマレーザ１は、ろう付・はんだ
付を行う所（金属板相互の境界部）を狙い位置として照
射する。
【００１２】図４（ａ）及び（ｂ）は第４実施例を示し
ており、実施例３において、加熱ヒータの替わりにＣＯ
2 レーザやＹＡＧレーザ等の高エネルギービームを用い
て行う例である。図に示すように、エキシマレーザ１は
ろう付・はんだ付する金属板２の相互境界部付近を狙い
位置として照射する。ＣＯ2 ｏｒＹＡＧレーザ５は、ろ
う付・はんだ付する部分が接合温度になるように照射す
る。この時、レーザ光が偏って照射されぬように、熱源
となるレーザ（ＣＯ2 やＹＡＧ）を分岐し、２方向以上
から照射することも可能である。また、レーザ光を走査
させながら照射することも可能である。同方法によれ
ば、加熱熱源及び金属板表面の清浄化がともにレーザ光
によって行われることから超微細部の局所加熱による、
フラックスレスろう付・はんだ付が可能である。
ており、実施例３において、加熱ヒータの替わりにＣＯ
2 レーザやＹＡＧレーザ等の高エネルギービームを用い
て行う例である。図に示すように、エキシマレーザ１は
ろう付・はんだ付する金属板２の相互境界部付近を狙い
位置として照射する。ＣＯ2 ｏｒＹＡＧレーザ５は、ろ
う付・はんだ付する部分が接合温度になるように照射す
る。この時、レーザ光が偏って照射されぬように、熱源
となるレーザ（ＣＯ2 やＹＡＧ）を分岐し、２方向以上
から照射することも可能である。また、レーザ光を走査
させながら照射することも可能である。同方法によれ
ば、加熱熱源及び金属板表面の清浄化がともにレーザ光
によって行われることから超微細部の局所加熱による、
フラックスレスろう付・はんだ付が可能である。
【００１３】図５（ａ）及び図５（ｂ）は金属板相互を
圧接により接合する例を示しており、エキシマレーザを
照射して、金属板表面を清浄にし、活性にするものであ
る。図に示すように、金属板１１ａと１１ｂ間の先細り
の狭い隙間にエキシマレーザ１を照射すると、壁面で反
射されたレーザは次第にそのエネルギー密度を高め、奥
深くまで進行し、加工表面を処理する。エキシマレーザ
１の照射により母材である金属板１１ａと１１ｂの接合
界面Ａの酸化物が除去され、活性化されたクリーンな表
面が露出する。図に垂直な方向に例えばＡｒ、Ｈｅを吹
き付け、除去された酸化物等を吹き飛ばし、圧下ローラ
１２のほぼ垂下の圧接開始点Ｓから圧接接合が開始され
る。エキシマレーザ１による除去層はコンマ数μオーダ
で極めて小さくかつ熱の影響が殆どない。活性化された
表面が露出した直後に圧下するため、圧下力は小さくて
よく、母材の塑性流動（変形）は殆どなくて済む。
圧接により接合する例を示しており、エキシマレーザを
照射して、金属板表面を清浄にし、活性にするものであ
る。図に示すように、金属板１１ａと１１ｂ間の先細り
の狭い隙間にエキシマレーザ１を照射すると、壁面で反
射されたレーザは次第にそのエネルギー密度を高め、奥
深くまで進行し、加工表面を処理する。エキシマレーザ
１の照射により母材である金属板１１ａと１１ｂの接合
界面Ａの酸化物が除去され、活性化されたクリーンな表
面が露出する。図に垂直な方向に例えばＡｒ、Ｈｅを吹
き付け、除去された酸化物等を吹き飛ばし、圧下ローラ
１２のほぼ垂下の圧接開始点Ｓから圧接接合が開始され
る。エキシマレーザ１による除去層はコンマ数μオーダ
で極めて小さくかつ熱の影響が殆どない。活性化された
表面が露出した直後に圧下するため、圧下力は小さくて
よく、母材の塑性流動（変形）は殆どなくて済む。
【００１４】
【発明の効果】本発明は以上説明した通り、金属板のろ
う付・はんだ付の際、エキシマレーザを照射することに
より、フラックスなしのろう付・はんだ付を行うことの
できる金属板の接合方法である。この方法により、フラ
ックスなしで接合部の信頼性を向上させると共に、多量
生産に向いた、ろう付・はんだ付が可能となる。また同
時に、微細部のろう付・はんだ付も容易に行うことが可
能である。また、金属板相互を圧接により接合す場合に
も、両金属板の隙間にエキシマレーザを照射し、この金
属板表面から表面汚れを除去し、活性化されたクリーン
な金属板表面を露出させた直後に、両金属板相互を圧接
接合するために良好な金属板の接合が得られる。
う付・はんだ付の際、エキシマレーザを照射することに
より、フラックスなしのろう付・はんだ付を行うことの
できる金属板の接合方法である。この方法により、フラ
ックスなしで接合部の信頼性を向上させると共に、多量
生産に向いた、ろう付・はんだ付が可能となる。また同
時に、微細部のろう付・はんだ付も容易に行うことが可
能である。また、金属板相互を圧接により接合す場合に
も、両金属板の隙間にエキシマレーザを照射し、この金
属板表面から表面汚れを除去し、活性化されたクリーン
な金属板表面を露出させた直後に、両金属板相互を圧接
接合するために良好な金属板の接合が得られる。
【図１】（ａ）〜（ｄ）は第１実施例を示しており、
（ａ）及び（ｂ）はヒータ加熱とエキシマレーザの併用
による予備接合を示し、（ｃ）及び（ｄ）はこの予備接
合後の金属板相互の接合を示す図である。
（ａ）及び（ｂ）はヒータ加熱とエキシマレーザの併用
による予備接合を示し、（ｃ）及び（ｄ）はこの予備接
合後の金属板相互の接合を示す図である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は第２実施例を示しており、
（ａ）及び（ｂ）はエキシマレーザと他の高エネルギー
ビームとの併用による予備接合を示し、（ｃ）及び
（ｄ）はこの予備接合後の金属板相互の接合を示す図で
ある。
（ａ）及び（ｂ）はエキシマレーザと他の高エネルギー
ビームとの併用による予備接合を示し、（ｃ）及び
（ｄ）はこの予備接合後の金属板相互の接合を示す図で
ある。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は第３実施例を示しており、
ヒータ加熱とエキシマレーザの照射の併用により、直接
金属板相互間のろう付・はんだ付を示す図である。
ヒータ加熱とエキシマレーザの照射の併用により、直接
金属板相互間のろう付・はんだ付を示す図である。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は第４実施例を示しており、
エキシマレーザと他の高エネルギービームとの併用によ
り、直接金属板相互間のろう付・はんだ付を示す図であ
る。
エキシマレーザと他の高エネルギービームとの併用によ
り、直接金属板相互間のろう付・はんだ付を示す図であ
る。
【図５】（ａ）及び（ｂ）は金属板相互を圧接により接
合する例を示しており、エキシマレーザを照射しながら
の圧接接合を示す図である。
合する例を示しており、エキシマレーザを照射しながら
の圧接接合を示す図である。
【図６】（ａ）及び（ｂ）は従来例におけるフラックス
を用いないろう付・はんだ付を示す図である。
を用いないろう付・はんだ付を示す図である。
【図７】従来例における金属板相互を圧接による接合を
示めす図である。
示めす図である。
１ エキシマレーザ ２ 金属板 ３ ヒータ ４ ろう材・はんだ材 ５ ＣＯ2 ／ＹＡＧレーザ １１ａ、１１ｂ 金属板 １２ 圧下ローラ Ａ 接合界面 Ｃ 表面汚れ Ｄ 酸化物が粉砕して接合した部分 Ｓ 圧接開始点
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−56357（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−63586（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−99382（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−171689（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B23K 1/005 B23K 1/20 B23K 20/04 B23K 26/00
Claims (2)
- 【請求項１】ろう付・はんだ付による金属板の接合方法
において、 エキシマレーザを金属板表面に照射して金属板表面の酸
化物を除去し、 更に前記エキシマレーザを直接ろう材・はんだ材に照射
しながら、ろう材・はんだ材を加熱溶融させ、ろう材・はんだ材を介して金属板を接合す ることを特徴
とする金属板の接合方法。 - 【請求項２】金属板相互を圧接により接合する金属板の
接合方法において、 両金属板の隙間にエキシマレーザを照射して金属板表面
の酸化物を除去し、 活性化されたクリーンな金属板表面を露出させた直後
に、圧接により金属板相互を接合することを特徴とする
金属板の接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3151065A JP2836993B2 (ja) | 1991-05-27 | 1991-05-27 | 金属板の接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3151065A JP2836993B2 (ja) | 1991-05-27 | 1991-05-27 | 金属板の接合方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06218533A JPH06218533A (ja) | 1994-08-09 |
| JP2836993B2 true JP2836993B2 (ja) | 1998-12-14 |
Family
ID=15510538
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3151065A Expired - Fee Related JP2836993B2 (ja) | 1991-05-27 | 1991-05-27 | 金属板の接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2836993B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2814972B1 (fr) * | 2000-10-05 | 2003-02-21 | Snecma Moteurs | Procede de brassage d'une surface prealablement usinee par electro-erosion |
| JP4584031B2 (ja) * | 2004-05-28 | 2010-11-17 | パナソニック株式会社 | 接合装置及び接合方法 |
| CN114080146B (zh) * | 2021-11-02 | 2023-12-05 | 中国电子科技集团公司第三十八研究所 | 一种低温无压的传感器金属外壳密封方法 |
-
1991
- 1991-05-27 JP JP3151065A patent/JP2836993B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06218533A (ja) | 1994-08-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |