JPH03297593A - ロウ材とロウ付け方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は、ロウ材とロウ付け方法に係り、ＡｕとＩｎと
からなるロウ材に関したものである。

Ｂ９発明の概要 本発明は、母材のＡｕ（金）に、Ｉｎ（インジウム）を
添加して形成したロウ材であり、例えば低融点金属を含
有する金属部材のロウ付け接合、及び低融点金属を含有
する金属部材の近傍に位置する部材相互のロウ付け接合
に適したロウ材とロウ付け方法を得るものである。

Ｃ６従来の技術 従来、低融点金属、例えばＢｉ（ビスマス）を含有する
金属部材として、例えば電極接点がある。

この種の電極接点においては、低融点金属を０．１重量
％以上含有させることが電気的性能の要求から多々行わ
れている。

しかし、低融点金属を多く含むと、ロウ付け加熱時に、
ロウ材の流動温度以下で低融点金属が接合部の界面に析
出（または溶出）し、ロウ材の［ぬれ性」を阻害して、
結果としてロウ付は出来ない現象を引き起こしていた。

また、接合出来たとしても、低融点金属がロウ付は接合
部に存在すると、接合強度が著しく低下し、容易に取れ
てしまうものであった。

上述のようなことから、低融点金属を含有する金属部材
の接合は、機械的に変形（例えば「かしめ」）させるか
、ネジ止め、といった手段で行っている。

■）１発明が解決しようとする課題 従来は、低融点金属を含有する金属部材の接合は、機械
的な手段で接合するものであったので、これを電気、電
子機器の接点と導体との接合に用いた場合には多頻度の
開閉により、接合強度が低下して接触抵抗が増加したり
、またそれに伴う発熱の発生等の問題があった。さらに
は、接点が脱落してしまう場合もあり、耐久性は悪いも
のであった。

また、ロウ付は加熱時に電極接点表面より蒸発した低融
点金属の電気は電極接点のロウ付は接合部以外の各所の
ロウ付（１部に飛散侵入して悪影響を及ぼずことがあっ
た。例えば容器の気密シールのロウ付は部に侵入して接
合強度を害し、リークに至らしめる恐れがあった。

Ｅ９課題を解決するための手段 本発明者らは、種々の実験を行った結果、■　まず低融
点金属（例えばＢｉ）を含有する金属におけるＢｉの蒸
発飛散が活発となる温度に着目した。

第２図は、４５Ｃｕ−４５Ｃｒ−１０Ｂｊ（重弔％）の
組成からなる金属部材において、加熱温度（横軸）と重
電減少率（縦軸）との関係を不活性雰囲気（真空中）で
調べたものである。

この図から、温度７００℃辺りから急激に重重が減少す
る、つまりＢ　ｉの蒸発飛散が７００℃辺りから活発と
なることが判った。換訂ずれば７００℃以下の温度でロ
ウ付けずれば、Ｂｉの蒸発飛散はほとんどなく、悪影響
はないことが判った。

■　上記■のことから７００℃以下の温度でロウ付は出
来るロウ材として、Ａｕ−Ｉｎで形成すれば、安定にロ
ウ付は接合できることを見い出し　ノ二。

すなわち、Δｕ−Ｉｎでロウ材を形成すれば、Ｂｉの蒸
発飛散のない７００℃以下の温度でロウ付けできるばか
りでなく、ロウ付は部にＡ、　ｕＩｎの拡散層が存在し
、これによって低融点金属の接合界面への侵入を抑制で
き、安定にロウ付けできることが判った。

従って、本発明は、例えば低融点金属を含有していても
これの悪影響を受けないロウ材とロウ付は方法を提供す
るものであり、 （１）■　ＡｕとＩｎが２１−３６重量％で形成したロ
ウ材。

■　ＡｕとＩｎか３８〜５３重量％で形成したロウ材。

（２）そして、ＡｕとＩｎとの共晶点以上の温度である
５００℃辺」−の温度で且つ低融点金属を含有する金属
部材におけるこの低融点金属の蒸発飛散が活発とならな
い７００℃以下の温度にてロウ付けする方法である。

しかして、Ａｕ、Ｉｎの割合、また温度が上記の関係よ
り外れる場合には安定したロウ付は接合を得ることが出
来なかった。

なお、 ■　低融点金属としては、例えば、Ｂｉ（ビスマス）、
Ｓｂ（アンチモン）等の低融点金属として良く知られて
いる金属が該当する。

■　低融点金属を含有する金属としては、銅、銅合金、
銀、銀合金、等の導電性に富む金属が該当する。

■　ロウ付け各成分の粉末を所定量混合して所定の形状
に加工するのが各成分の特性が活かされるので好ましい
。

また、所望のロウ材形成は、金型にてリング状、円板状
に圧縮成形する。または、まず板状に圧縮成形した後に
レーザ等にて簡便に得られる。又は、混合粉末に有機バ
インダーを混ぜてペースト状にして塗布することでも差
し支えない。

なお、粉末は、−１００メツシユ以下（１４９μｍ以下
）の粒径のものが好ましい。

■　ロウ材の使用条件としては、 ａ：Ｉｎが２１〜３６重量％の場合のロウ付は温度は、
５００℃以上。

ｂ：Ｉｎが３８〜５３重量％の場合のロウ付は温度は、
５５０℃以上。

Ｃ：ロウ付は雰囲気は、真空中、不活性ガス中。

とするのが好ましい。

■　接合できる金属は、低融点金属を含有したものに限
らず適用できる。

Ｆ９作用 本発明によるロウ材を使用した場合には、加熱温度が７
００℃以下でロウ付けできるので、低融点金属の蒸発飛
散が活発化しない。従って、低融点金属のロウ付は部へ
の侵入が無くロウ付けを安定に行うことができる。しか
も、ロウ付は接合部にＡｕ、Ｉｎの拡散層が存在するこ
とで低融点金属の接合界面への侵入を抑制でき、低融点
金属を含有する金属と同種金属（または含まない金属）
を安定にロウ付けすることができる。

Ｇ、実施例 本発明を以下の実施例に基づいて詳細に説明する。

（実施例−Ｉ） Ｃｕが５０重量％、Ｃｒが４０重量％、Ｂｉが１０重量
％の成分からなる、低融点金属含有の金属部材と無酸素
銅との接合例である。

（ａ）低融点金属を含有した部材について１００メツシ
ユの粒径のＣｒ（クロム）粉末を、アルミナ容器（内径
６８ｍｍ）に約１６０ｇ入れ、このＧｒ粉末上にＣｕ−
Ｂ１合金（約４００ｇ）を載置し、容器に蓋をかぶせ、
これを真空炉内にて脱ガスと共にＣｕ−Ｂ１合金の融点
以下の温度で加熱処理して、まずＣｒ粒子を拡散結合さ
せて多孔質の溶浸母材を形成する。

その後温度を上げて、Ｃｕ、Ｂｉを溶浸母材に溶浸させ
る。

この際にアルミナ容器内は、Ｂｉ蒸気を含んだ雰囲気と
なり、Ｂｉを多量に含有した複合金属が得られる。

こうして得られた金属材料を、容器から取り出し、外面
を機械加工して所定の寸法形状にする。

（ｂ）ロウ材について ３２５メツシコの粒径のΔｕ、Ｉｎの粉末を用意し、Δ
Ｕを５３ｇ、Ｉｎを２７ｇの割合で混合機にて充分に混
合する。

得られた混合粉末から約２．５ｇ分取し、径が４０ｍｍ
の金型に均一に充填し、３０トンで加圧成形して厚さ約
０　、４　ｍ　ｍ　の円形状の薄い成形体を得る。

（ｃ）ロウ付けについて 」−記ロウ材（Ａ、ｕ−Ｉｎ）を、前記Ｃｕ　−ＣｒＢ
ｊ合金部材と、無酸素銅からなる部材との間に入れ、こ
れらをアルミナ容器内に設置し、真空炉にて加熱処理（
５００℃、１５分間）して接合した。

（ｄ）ロウ付けの結果について 上記のようにして得られた接合物は、強固に接合されて
おり、しかもロウ材も十分に流動していることが確認さ
れた。

また、Ｘ線マイクロアナライザにて接合部の断面を観察
すると、Ａｕ、Ｉｎの拡散層によって、Ｂｉの界面への
析出は防止され、安定したロウ付は接合層が形成されて
いることが確認された。

（その他の実施例） 」二連の実施例−１と同様な条件で、ロウ材の成分を変
えてロウ付は接合について調べた。その結果は第１図に
示す共晶点（イ）及び（ロ）の近傍１ ２ における組成であれば」―述の場合と同様の結果が得ら
れることが判った。すなわち、ロウ材をＡｕＩｎで形成
し、且つＩｎが２１〜３６重量％及び３８〜５３重景％
とすれば良いことが判った。

（比較例） 比較のために一般的に知られている、６３Ａｇ２７Ｃｕ
−１０１ｎｏつ材、Ｃｕ　−Ｍ　ｎ　−Ｎ　ｉ系ロウ材
を用い、温度条件を前者は８００℃、後者は９５０℃と
し、且つ他の条件は上記実施例１と同様にしてロウ付け
を試みたが剥離し、ロウ付けができなかった。

Ｉ■１発明の効果 本発明によるロウ付け、Ａｕ−Ｉｎを主成分としている
ことから、ロウ付は加熱温度を７００℃以下で行うこと
ができるので、低融点金属の蒸発飛散を効果的に防止で
き、これによってロウ付は部に低融点金属の侵入がなく
なる。しかも、ロウ付は部にＡｕ、Ｉｎの拡散層が形成
されるので、この拡散層が低融点金属の接合界面への侵
入を抑制できることから、従来ロウ付けが不可能であっ
た多！（１，０重量％以上）の低融点金属を含有する導
電性金属のロウ付けができるようになった。

従って、ロウ付は安定化を一層図れるばかりでなく、電
気、電子機器における低融点金属を含有する電極接点を
備えた機器に適用した場合には、接触抵抗の低減、安定
化及び発熱防止等の特性安定化を図ることができ、さら
には、耐久性の向上が図れ、品質向」二に寄与できるも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のロウ材に係る組成範囲の説明図、 第２図は、 加熱温度と重量減少率との関係 図である。 外２名

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ＡｕとＩｎとからなるロウ材であって、Ｉｎを２
   １〜３６重量％及び３８〜５３重量％としたことを特徴
   とするロウ材。
2. （２）ＡｕとＩｎとからなるロウ材、Ｉｎを２１〜３６
   重量％及び３８〜５３重量％としたロウ材を、接合部材
   間に配置して５００〜７００℃の温度にてロウ付け接合
   することを特徴とするロウ付け方法。