JP3190985U

JP3190985U - ろう付用シート材

Info

Publication number: JP3190985U
Application number: JP2014001403U
Authority: JP
Inventors: 勝則乙部
Original assignee: Fukuda Metal Foil and Powder Co Ltd
Current assignee: Fukuda Metal Foil and Powder Co Ltd
Priority date: 2014-03-19
Filing date: 2014-03-19
Publication date: 2014-06-05
Anticipated expiration: 2024-03-19

Abstract

【課題】従来の有機溶剤を用いて作製したろう材シートや箔帯と遜色のない取り扱いが可能で、しかも周辺環境を害さずに比較的容易に製造できるろう付用シート材を提供する。【解決手段】アクリル樹脂を原料とする基材レス両面テープ２の粘着面の片面あるいは両方の面に、ろう材粉末１を散布することにより得られたろう付用シート材であって、基材レス両面テープ２の厚さは４０〜１５０μｍであることが好ましい。また、本考案に使用するろう材粉末１は、比較的高融点を有するニッケルろうや鉄ろう、銅ろうが適しており、その粒子径は１５０μｍ以下であることが好ましい。【選択図】図２

Description

本考案は、金属のろう接に用いられる各種ろう付用シート材に関するものである。

従来、ろう材、特にニッケルろうなどの合金系ろう材は、一般に脆くてバルク材への加工が難しいため、粉末形状あるいは粉末をペースト化した形状のろう材が広く用いられる。そして、粉末で使用する場合は、ろう接部位にろう材粉末をスプレー塗布やふりかけ印刷法の応用（特許文献１）などが行われ、ペーストで使用する場合には、ディスペンサ塗布やスクリーン印刷法などにより母材表面にろう材を設置して、ろう接が行われている。また、BNi-2やBNi-5a（JIS Z 3265：2008）など一部のニッケルろう材では、そのアモルファス箔が用いられている。

特に熱交換器などの波板形状の母材にろう接する場合、ろう材を設置する方法は、スプレー塗布、ふりかけ印刷法の応用、アモルファス箔が有効な手法となるが、スプレー塗布やふりかけ印刷法は、バインダを用いるため、設備の清掃作業が必要となり、量産製造を律速する要因となる。また、アモルファス箔は高価な他、適応可能なろう材品種が限られるなどのデメリットがある。

そこで、特許文献２、３、４、５においては、ペーストを原料として、シートや箔帯を得る手法が試みられているが、有機溶剤を使用することから溶剤が揮発して周辺環境を害するために安全や環境対策を施す必要があり、シートや箔帯の製造あるいは取り扱いの際には製造工数や製造効率に問題を抱えている。

特許第3893110号公報特公平7-34990号公報特開平5-31596号公報特開平7-328791号公報特開2011-20157号公報

本考案は、従来の有機溶剤を用いたろう材のシートや箔帯と遜色のない取り扱いが可能で、しかも周辺環境を害さずに比較的容易に製造できるろう付用シート材を提供することを課題とする。

本考案では、アクリル樹脂を原料とする汎用の基材レス両面テープ（基材を使用しない両面接着テープ）を用い、この粘着層の片面あるいは両面に種々のろう材粉末を散布したろう付用シート材を提供することで、上記課題を解決した。

上記課題を解決可能な本考案のろう付用シート材は、厚さが40μm以上、150μm以下であるアクリル樹脂系基材レス両面テープの少なくとも一方の粘着面が、ろう材粉末によって覆われていることを特徴とする。この際、本考案のろう付用シート材はシート状の形態であっても、箔帯状の形態であっても良い。

又、本考案は、上記の特徴を有したろう付用シート材において、前記アクリル樹脂系基材レス両面テープの表面側及び裏面側に位置する粘着面が共に同じ種類のろう材粉末によって覆われていることを特徴とするものである。

又、本考案は、上記の特徴を有したろう付用シート材において、前記アクリル樹脂系基材レス両面テープの表面側及び裏面側に位置する粘着面の一方が前記ろう材粉末で覆われており、もう一方の粘着面が、前記ろう材粉末とは異なる種類のろう材粉末もしくは金属粉末によって覆われていることを特徴とするものでもある。

又、本考案は、上記の特徴を有したろう付用シート材において、前記ろう材粉末の粒子径が150μm以下であることを特徴とするものである。

更に、本考案は、上記の特徴を有したろう付用シート材において、前記ろう材粉末が、ニッケルろう材粉末、鉄ろう材粉末及び銅ろう材粉末から成る群より選ばれたものであることを特徴とするものでもある。

本考案に使用するアクリル樹脂を原料とする基材レス両面テープは、樹脂や化成品を取り扱うメーカーから各種のテープが市販されており、その厚さも25μmから225μmまで幅広い品種がある。そして、いずれの基材レス両面テープも適応可能だが、ニッケルろうや鉄ろう、銅ろうなどの粉末を採用した場合、真空炉などで炉中ろう付を行うと、テープ厚さが厚い場合は樹脂が分解・ガス化した際に炉内や真空排気装置を汚染するので、使用する基材レス両面テープの厚さは150μm以下が好ましい。さらに、テープ厚さが薄い場合は、ろう材のシートあるいは箔帯を製造する際にテープが容易に破れることから、使用する基材レス両面テープの厚さは40μm以上が好ましい。

また、本考案に使用するろう材粉末は、ろう接の際にアクリル樹脂が分解する温度より高い溶融温度を有し、且つ、アクリル樹脂の分解ガスを除去できる温度でろう接が実施できるろう材が好ましく、ニッケルろうや鉄ろう、銅ろうなどが推奨される。

本考案のろう付用シート材は、片面あるいは両面にろう材粉末が存在する基材レス形状であるので、平滑面の母材に限らず、凹凸を有する波板形状の母材に追随してろう材を設置することが可能である。

また、片面にろう材粉末が存在し、もう一方の面に別種の金属粉末が存在するシートを母材にろう接することで、金属板表面に金属粉末をろう接することが可能となるなど、本考案はろう接材料の新しい形態として、広範囲な用途への適応が可能である。この際、本考案における金属粉末としては、鉄やステンレス鋼の粉末、ステライト（登録商標）やインコネル（登録商標）、ハステロイ（登録商標）に代表される高機能合金粉末等が挙げられる。また、片面に金属とセラミックスの接合が可能なろう材粉末を適用すると、もう一方の面にはタングステンカーバイドやジルコニア、アルミナなど種々のセラミックス粉末を適用することが可能となる。

基材レス両面テープの片面がろう材粉末で覆われた本考案のろう付用シート材の断面構造を示す図である。基材レス両面テープの両面が同じ種類のろう材粉末で覆われた本考案のろう付用シート材の断面構造を示す図である。基材レス両面テープの片面がろう材粉末によって覆われており、もう一方の面が別種の金属粉末によって覆われた本考案のろう付用シート材の断面構造を示す図である。

図１に示されるように、本考案のろう付用シート材は、アクリル樹脂を原料とする基材レス両面テープ２の少なくとも一方の粘着面が、ろう材粉末１によって覆われた構造を有しており、片方の面だけが、ろう材粉末１により覆われた構造のろう付用シート材（図１参照）を製造する場合には、基材レス両面テープの一方の面だけ剥離紙を剥がし、もう一方の面に剥離紙３が付いた状態でろう材粉末を均一に散布し、余剰のろう材粉末を除去しながらロール状に巻き取ればよい。本考案におけるろう材粉末１の散布量は、ろう材粉末の種類及び粒子径によって適宜選択されるが、概ね50〜150g/m²の範囲となる。

また、図２のような、基材レス両面テープ２の表裏両面が、同じ種類のろう材粉末１によって覆われた構造のろう付用シート材を製造する場合には、片面をろう材粉末で覆ったろう付用シート材を製造した後、裏面側の剥離紙を剥がしながら、その面に同種のろう材粉末を均一に散布して、余剰粉末を除去しながら、ロール状に巻き取ればよい。

なお、基材レス両面テープの両面にろう材粉末を散布する場合は、ろう材粉末をテープ全面に均質な分布状態とすることが好ましく、それに使用するろう材粉末の粒子は150μm（100mesh）以下に調整することが好ましい。さらに、ろう材粉末の粒子は63μm（250mesh）以下に調整すると、より好ましい。

また、本考案では、図１に示されるような、基材レス両面テープ２の片面をろう材粉末１で覆った箔帯状のろう付用シート材を準備し、裏面側の剥離紙を剥がしながら、その面に異種のろう材もしくは金属粉末４を均一に散布して、余剰粉末を除去しながら、ロール状に巻き取ることによって、図３に示されるような、基材レス両面テープ２の表側面と裏側面が異種の材料で構成されたろう付用シート材を得ることができる。

さらに、上記で得られた箔帯状のろう付用シート材は、必要形状に合わせてシート状に切り出すことで、ろう材シートとして取り扱うこともできる。

実施例１：本考案のろう付用シート材の製造例
基材レス両面テープとしては、住友スリーエム株式会社製の市販品（厚み50μm）を用いて、ろう材シートを作製した。ろう材粉末にはJIS Z 3265：2008に規定されるBNi-2 の63μm（250mesh）以下に粒度調整したアトマイズ粉末を用いた。そして、上記基材レス両面テープの一方の面だけ剥離紙を剥がし、もう一方の面には剥離紙が付いた状態で、上記のろう材粉末を散布し、余剰粉を刷けで除去した。さらに、剥離紙を除去した粘着面にも上記のBNi-2粉末を散布して本考案のろう付用シート材を製造した。この時のろう材粉末の量は90g/m²であった。

実施例２：本考案のろう付用シート材を用いたろう接加工例
実施例１で製造したろう付用シート材を、アセトンで脱脂したSUS304プレート（約40×40×0.8^tmm）上に設置し、その上にアセトンで脱脂したSUS304ブロック（約20×20×20mm）を載せて真空炉（1080℃、10^-2torr、30分）でろう付処理を行ったところ、十分な強度でろう接可能であることを確認した。

上述のように、本考案のろう付用シート材は製造が容易であり、しかも、ろう接を行う際に残渣が生じないため、アモルファス箔の代替や、組成の都合によりアモルファス箔に加工できないろう材品種をシート形状にすることが可能である。

また、本考案のろう付用シート材を母材表面に設置して、アセトンのようなアクリル系の粘着剤を溶かす溶剤を噴霧すると、両面テープの粘着剤が染み出し、母材との接着が得られる。これにより、ろう接部材の側面など、設置が不安定となる部位へのシート設置が可能となる。

また、ろう材粉末の他、各種金属粉末を用いても箔帯やシートの作製が可能である他、テープ両面への粉末散布において、片面毎に使用する粉末を変更することで２種の粉末をクラッド化することも可能であり、他用途への展開も期待できる。

１ろう材粉末
２基材レス両面テープ（アクリル樹脂系の粘着剤）
３剥離紙
４ろう材粉末１とは異なる種類のろう材粉末もしくは金属粉末

従来、ろう材、特にニッケルろうなどの合金系ろう材は、一般に脆くてバルク材への加工が難しいため、粉末形状あるいは粉末をペースト化した形状のろう材が広く用いられる。そして、粉末で使用する場合は、ろう接部位にろう材粉末をスプレー塗布やふりかけ印刷法の応用（特許文献１）などが行われ、ペーストで使用する場合には、ディスペンサ塗布やスクリーン印刷法などにより母材表面にろう材を設置して、ろう接が行われている。また、BNi-2やBNi-5a（JIS Z 3265：1998）など一部のニッケルろう材では、そのアモルファス箔が用いられている。

実施例１：本考案のろう付用シート材の製造例
基材レス両面テープとしては、住友スリーエム株式会社製の市販品（厚み50μm）を用いて、ろう材シートを作製した。ろう材粉末にはJIS Z 3265：1998に規定されるBNi-2 の63μm（250mesh）以下に粒度調整したアトマイズ粉末を用いた。そして、上記基材レス両面テープの一方の面だけ剥離紙を剥がし、もう一方の面には剥離紙が付いた状態で、上記のろう材粉末を散布し、余剰粉を刷けで除去した。さらに、剥離紙を除去した粘着面にも上記のBNi-2粉末を散布して本考案のろう付用シート材を製造した。この時のろう材粉末の量は90g/m²であった。

Claims

厚さが40μm以上、150μm以下であるアクリル樹脂系基材レス両面テープの少なくとも一方の粘着面が、ろう材粉末によって覆われていることを特徴とするろう付用シート材。
前記アクリル樹脂系基材レス両面テープの表面側及び裏面側に位置する粘着面が共に同じ種類のろう材粉末によって覆われていることを特徴とする請求項１に記載のろう付用シート材。
前記アクリル樹脂系基材レス両面テープの表面側及び裏面側に位置する粘着面の一方が前記ろう材粉末で覆われており、もう一方の粘着面が、前記ろう材粉末とは異なる種類のろう材粉末もしくは金属粉末によって覆われていることを特徴とする請求項１に記載のろう付用シート材。
前記ろう材粉末の粒子径が150μm以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のろう付用シート材。
前記ろう材粉末が、ニッケルろう材粉末、鉄ろう材粉末及び銅ろう材粉末から成る群より選ばれたものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のろう付用シート材。