JP3199473B2 - 抵抗拡散接合方法 - Google Patents
抵抗拡散接合方法Info
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- JP3199473B2 JP3199473B2 JP21528992A JP21528992A JP3199473B2 JP 3199473 B2 JP3199473 B2 JP 3199473B2 JP 21528992 A JP21528992 A JP 21528992A JP 21528992 A JP21528992 A JP 21528992A JP 3199473 B2 JP3199473 B2 JP 3199473B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、鉄系接合部材と銅−亜
鉛系接合部材とをめっき層を介して接合する抵抗拡散接
合方法に関する。
鉛系接合部材とをめっき層を介して接合する抵抗拡散接
合方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、鉄系接合部材と銅−亜鉛系接合部
材とを接合するにはその鉄系接合部材表面のぬれ性を改
善させるためにそれら接合部材間に銅めっき層，銅−亜
鉛めっき層等の銅系めっき層を介在させて、すなわち前
記鉄系接合部材に銅系めっきを施して、これら接合部材
を例えばろう材を介して抵抗拡散接合させる技術が提案
されている。このような抵抗拡散接合によれば、前記鉄
系接合部材と銅−亜鉛系接合部材とが短時間（約１ｓｅ
ｃ）で強固に接合される。
材とを接合するにはその鉄系接合部材表面のぬれ性を改
善させるためにそれら接合部材間に銅めっき層，銅−亜
鉛めっき層等の銅系めっき層を介在させて、すなわち前
記鉄系接合部材に銅系めっきを施して、これら接合部材
を例えばろう材を介して抵抗拡散接合させる技術が提案
されている。このような抵抗拡散接合によれば、前記鉄
系接合部材と銅−亜鉛系接合部材とが短時間（約１ｓｅ
ｃ）で強固に接合される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述さ
れた抵抗拡散接合方法では、短時間で接合強度の高い接
合はできるが、鉄系接合部材と銅−亜鉛系接合部材との
線膨張係数の差が大きいためそれら鉄系接合部材と銅−
亜鉛系接合部材とが接合されて形成された接合材は接合
工程あるいは接合工程後の熱処理工程において接合面か
ら図２に示されているように剥離することがある。特
に、前記接合部材間に銅めっき層を介在させた場合は前
記熱処理工程において前記接合材を油中で冷却する際、
この油中に含有される硫黄によりその接合材が腐触され
る所謂サルファアタックが発生してその接合材が前記接
合面から剥離する。したがって、前記接合材の欠陥率
（接合材が接合面から剥離する頻度）が高くなるという
問題点がある。
れた抵抗拡散接合方法では、短時間で接合強度の高い接
合はできるが、鉄系接合部材と銅−亜鉛系接合部材との
線膨張係数の差が大きいためそれら鉄系接合部材と銅−
亜鉛系接合部材とが接合されて形成された接合材は接合
工程あるいは接合工程後の熱処理工程において接合面か
ら図２に示されているように剥離することがある。特
に、前記接合部材間に銅めっき層を介在させた場合は前
記熱処理工程において前記接合材を油中で冷却する際、
この油中に含有される硫黄によりその接合材が腐触され
る所謂サルファアタックが発生してその接合材が前記接
合面から剥離する。したがって、前記接合材の欠陥率
（接合材が接合面から剥離する頻度）が高くなるという
問題点がある。
【０００４】本発明は、以上のような問題点に鑑みてな
されたものであって、鉄系接合部材と銅−亜鉛系接合部
材とが銅系めっき層を介して接合されて形成される接合
材の接合部の剥離を抑止する抵抗拡散接合方法を提供す
ることを目的とする。
されたものであって、鉄系接合部材と銅−亜鉛系接合部
材とが銅系めっき層を介して接合されて形成される接合
材の接合部の剥離を抑止する抵抗拡散接合方法を提供す
ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明による抵抗拡散接
合方法は、鉄系接合部材と銅−亜鉛系接合部材とを銅系
めっき層を介して接合する抵抗拡散接合方法において、
前記銅系めっき層はその銅系めっき層の重量に対して、
０を越えて１５．８％以下の錫、０を越えて９．４％以
下のアルミニウム、０を越えて１．７５％以下のリン、
０を越えて１．５％以下のクロム、０を越えて２．７％
以下のベリリウム、０を越えて５．３％以下の珪素のう
ち少なくとも一つを含有することを特徴とする。
合方法は、鉄系接合部材と銅−亜鉛系接合部材とを銅系
めっき層を介して接合する抵抗拡散接合方法において、
前記銅系めっき層はその銅系めっき層の重量に対して、
０を越えて１５．８％以下の錫、０を越えて９．４％以
下のアルミニウム、０を越えて１．７５％以下のリン、
０を越えて１．５％以下のクロム、０を越えて２．７％
以下のベリリウム、０を越えて５．３％以下の珪素のう
ち少なくとも一つを含有することを特徴とする。
【０００６】
【作用】銅−錫状態図（図３），銅−アルミニウム状態
図（図４），銅−リン状態図（図５），銅−クロム状態
図（図６），銅−ベリリウム状態図（図７）および銅−
珪素状態図（図８）からも明らかなように、０を越えて
１５．８ｗｔ％以下の錫を含有する銅−錫合金，０を越
えて９．４ｗｔ％以下のアルミニウムを含有する銅−ア
ルミニウム合金，０を越えて１．７５ｗｔ％以下のリン
を含有する銅−リン合金，０を越えて１．５ｗｔ％以下
のクロムを含有する銅−クロム合金，０を越えて２．７
ｗｔ％以下のベリリウムを含有する銅−ベリリウム合金
および０を越えて５．３ｗｔ％以下の珪素を含有する銅
−珪素合金は通常α相を形成している。このため、前記
数値範囲の錫，アルミニウム，リン，クロム，ベリリウ
ム，珪素のうち少なくとも一つを含有する銅合金は軟ら
かくなる。
図（図４），銅−リン状態図（図５），銅−クロム状態
図（図６），銅−ベリリウム状態図（図７）および銅−
珪素状態図（図８）からも明らかなように、０を越えて
１５．８ｗｔ％以下の錫を含有する銅−錫合金，０を越
えて９．４ｗｔ％以下のアルミニウムを含有する銅−ア
ルミニウム合金，０を越えて１．７５ｗｔ％以下のリン
を含有する銅−リン合金，０を越えて１．５ｗｔ％以下
のクロムを含有する銅−クロム合金，０を越えて２．７
ｗｔ％以下のベリリウムを含有する銅−ベリリウム合金
および０を越えて５．３ｗｔ％以下の珪素を含有する銅
−珪素合金は通常α相を形成している。このため、前記
数値範囲の錫，アルミニウム，リン，クロム，ベリリウ
ム，珪素のうち少なくとも一つを含有する銅合金は軟ら
かくなる。
【０００７】したがって、本発明による抵抗拡散接合方
法に適用される銅系めっき層にはその銅系めっき層の重
量に対して０を越えて１５．８％以下の錫，０を越えて
９．４％以下のアルミニウム，０を越えて１．７５％以
下のリン，０を越えて１．５％以下のクロム，０を越え
て２．７％以下のベリリウム，０を越えて５．３％以下
の珪素のうち少なくとも一つが含有されているため、こ
の銅系めっき層により接合工程および熱処理工程におい
て生じる熱応力がα相により緩和される。この結果、鉄
系接合部材と銅−亜鉛系接合部材とが接合されて形成さ
れる接合材の接合部における剥離が抑止される。
法に適用される銅系めっき層にはその銅系めっき層の重
量に対して０を越えて１５．８％以下の錫，０を越えて
９．４％以下のアルミニウム，０を越えて１．７５％以
下のリン，０を越えて１．５％以下のクロム，０を越え
て２．７％以下のベリリウム，０を越えて５．３％以下
の珪素のうち少なくとも一つが含有されているため、こ
の銅系めっき層により接合工程および熱処理工程におい
て生じる熱応力がα相により緩和される。この結果、鉄
系接合部材と銅−亜鉛系接合部材とが接合されて形成さ
れる接合材の接合部における剥離が抑止される。
【０００８】
【実施例】次に、本発明による抵抗拡散接合方法の具体
的一実施例について図１に示されている接合材の層構成
に基づいて説明する。この抵抗拡散接合方法によれば、
鉄系接合部材としての第一の接合部材１１の銅−亜鉛系
接合部材としての第二の接合部材１２との接合面に例え
ば錫を含有する銅系めっき層１３（組成比；銅：８７，
亜鉛：５，錫：８、膜厚約３０μｍ）が施された後、こ
れら第一の接合部材１１と第二の接合部材１２とがろう
材１４を介して抵抗拡散接合される。この抵抗拡散接合
では、第一の接合部材１１と第二の接合部材１２とが３
ｔ／ｃｍ2 の荷重で加圧されつつ大気中で短時間通電
（６５ｋＡ，５５ｃｙｃｌｅｓ（約０．９２ｓｅｃ））
される。この結果、第一の接合部材１１と第二の接合部
材１２とが接合されて、この接合された接合材１５が油
中で冷却される。
的一実施例について図１に示されている接合材の層構成
に基づいて説明する。この抵抗拡散接合方法によれば、
鉄系接合部材としての第一の接合部材１１の銅−亜鉛系
接合部材としての第二の接合部材１２との接合面に例え
ば錫を含有する銅系めっき層１３（組成比；銅：８７，
亜鉛：５，錫：８、膜厚約３０μｍ）が施された後、こ
れら第一の接合部材１１と第二の接合部材１２とがろう
材１４を介して抵抗拡散接合される。この抵抗拡散接合
では、第一の接合部材１１と第二の接合部材１２とが３
ｔ／ｃｍ2 の荷重で加圧されつつ大気中で短時間通電
（６５ｋＡ，５５ｃｙｃｌｅｓ（約０．９２ｓｅｃ））
される。この結果、第一の接合部材１１と第二の接合部
材１２とが接合されて、この接合された接合材１５が油
中で冷却される。
【０００９】なお、第一の接合部材１１は、例えば材質
がＪＩＳに定められるＳＣＭ４４０Ｈ（組成比；炭素：
０．３７〜０．４４，珪素：０．１５〜０．３５，マン
ガン：０．５５〜０．９０，クロム：０．８５〜１．２
５，モリブデン：０．１５〜０．３３，リン≦０．０３
０，硫黄≦０．０３０，鉄：残余）により形成されてい
る。第二の接合部材１２は、例えばＰ３１Ｃ（組成比；
亜鉛：２７．５，アルミニウム：３．８，ニッケル：
３．０，珪素：０．８，鉄：０．７，コバルト：０．
６，銅：残余）により形成されている。また、ろう材１
４は銅：８０，錫：２０の組成を有する。
がＪＩＳに定められるＳＣＭ４４０Ｈ（組成比；炭素：
０．３７〜０．４４，珪素：０．１５〜０．３５，マン
ガン：０．５５〜０．９０，クロム：０．８５〜１．２
５，モリブデン：０．１５〜０．３３，リン≦０．０３
０，硫黄≦０．０３０，鉄：残余）により形成されてい
る。第二の接合部材１２は、例えばＰ３１Ｃ（組成比；
亜鉛：２７．５，アルミニウム：３．８，ニッケル：
３．０，珪素：０．８，鉄：０．７，コバルト：０．
６，銅：残余）により形成されている。また、ろう材１
４は銅：８０，錫：２０の組成を有する。
【００１０】このようにして本発明の抵抗拡散接合方法
により接合された接合材（本実施例）と、従来の抵抗拡
散接合方法により接合された接合材（比較例Ａ，比較例
Ｂ）とについて、銅系めっき層の組成とその接合材の性
能（腐触性）および欠陥率が表１に示されている。な
お、比較例Ａおよび比較例Ｂの接合材は本実施例の接合
材と同条件で接合，熱処理されている。
により接合された接合材（本実施例）と、従来の抵抗拡
散接合方法により接合された接合材（比較例Ａ，比較例
Ｂ）とについて、銅系めっき層の組成とその接合材の性
能（腐触性）および欠陥率が表１に示されている。な
お、比較例Ａおよび比較例Ｂの接合材は本実施例の接合
材と同条件で接合，熱処理されている。
【００１１】
【表１】
【００１２】この結果によれば、本実施例における接合
材はサルファアタックが発生することなく耐触性に優れ
ているとともに、欠陥率も従来の接合材に比べて低い。
この結果は次のような原因に基づくものと考えられる。
材はサルファアタックが発生することなく耐触性に優れ
ているとともに、欠陥率も従来の接合材に比べて低い。
この結果は次のような原因に基づくものと考えられる。
【００１３】銅系めっき層１３にはその銅系めっき層１
３の重量に対して０を越えて１５．８％以下（本実施例
においては８％）の錫が含有されているため、この銅系
めっき層１３はα相により軟らかくなる。したがって、
この銅系めっき層１３により接合工程および熱処理工程
において第一の接合部材１１と第二の接合部材１２との
接合部に生じる熱応力が緩和される。
３の重量に対して０を越えて１５．８％以下（本実施例
においては８％）の錫が含有されているため、この銅系
めっき層１３はα相により軟らかくなる。したがって、
この銅系めっき層１３により接合工程および熱処理工程
において第一の接合部材１１と第二の接合部材１２との
接合部に生じる熱応力が緩和される。
【００１４】なお、本実施例においては銅系めっき層と
してその銅系めっき層の重量に対して８％の錫が含有さ
れたものを用いて抵抗拡散接合を行っているが、０を越
えて９．４％以下のアルミニウム，０を越えて１．７５
％以下のリン，０を越えて１．５％以下のクロム，０を
越えて２．７％以下のベリリウム，０を越えて５．３％
以下の珪素のうち少なくとも一つが含有されたものを用
いてもよい。
してその銅系めっき層の重量に対して８％の錫が含有さ
れたものを用いて抵抗拡散接合を行っているが、０を越
えて９．４％以下のアルミニウム，０を越えて１．７５
％以下のリン，０を越えて１．５％以下のクロム，０を
越えて２．７％以下のベリリウム，０を越えて５．３％
以下の珪素のうち少なくとも一つが含有されたものを用
いてもよい。
【００１５】
【発明の効果】以上のように構成された本発明によれ
ば、鉄系接合部材と銅−亜鉛系接合部材とが銅系めっき
層を介して接合されて形成される接合材の接合部の剥離
を抑止することができる。
ば、鉄系接合部材と銅−亜鉛系接合部材とが銅系めっき
層を介して接合されて形成される接合材の接合部の剥離
を抑止することができる。
【図１】本発明の一実施例の抵抗拡散接合方法により接
合される接合材の層構成図である。
合される接合材の層構成図である。
【図２】銅系材料と鉄系材料との剥離状態を示す図であ
る。
る。
【図３】銅−錫状態図である。
【図４】銅−アルミニウム状態図である。
【図５】銅−リン状態図である。
【図６】銅−クロム状態図である。
【図７】銅−ベリリウム状態図である。
【図８】銅−珪素状態図である。
１１ 第一の接合部材（鉄系接合部材） １２ 第二の接合部材（銅−亜鉛系接合部材） １３ 銅系めっき層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｃ２２Ｃ 9/04 Ｃ２２Ｃ 9/04 Ｃ２３Ｃ 30/00 Ｃ２３Ｃ 30/00 Ｂ // Ｂ２３Ｋ 103:22 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23K 1/00 B23K 20/00 - 20/16
Claims (1)
- 【請求項１】 鉄系接合部材と銅−亜鉛系接合部材とを
銅系めっき層を介して接合する抵抗拡散接合方法におい
て、 前記銅系めっき層はその銅系めっき層の重量に対して、
０を越えて１５．８％以下の錫、０を越えて９．４％以
下のアルミニウム、０を越えて１．７５％以下のリン、
０を越えて１．５％以下のクロム、０を越えて２．７％
以下のベリリウム、０を越えて５．３％以下の珪素のう
ち少なくとも一つを含有することを特徴とする抵抗拡散
接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21528992A JP3199473B2 (ja) | 1992-08-12 | 1992-08-12 | 抵抗拡散接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21528992A JP3199473B2 (ja) | 1992-08-12 | 1992-08-12 | 抵抗拡散接合方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0663772A JPH0663772A (ja) | 1994-03-08 |
| JP3199473B2 true JP3199473B2 (ja) | 2001-08-20 |
Family
ID=16669860
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21528992A Expired - Fee Related JP3199473B2 (ja) | 1992-08-12 | 1992-08-12 | 抵抗拡散接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3199473B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62102482A (ja) * | 1985-10-28 | 1987-05-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 情報記録再生装置 |
-
1992
- 1992-08-12 JP JP21528992A patent/JP3199473B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0663772A (ja) | 1994-03-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20010605 |
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