JPH0494892A - ロウ材の製造方法 - 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、ロウ材の製造方法に係り、特にＣｕとＡｇと
Ｉｎとを主成分とする口つ材の製造方法に関したもので
ある。

８０発明の概要 本発明は、Ｃｕ（銅）とＡｇ（銀）とＩｎ（インジウム
）との組成からなる線状ロウ材の製造方法であって、比
較的低い温度でロウ付けでき、しかもロウ付は時の熱負
荷によって構成部材に悪影響を及ぼす事が無いロウ材で
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は接合に適したロウ材の製造方法を
得るものである。

Ｃ０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、ロウ付は加熱時に、
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、
結果としてロウ付けできない現象を引き起こしていた。

また、接合できたとしても、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「がしめ」）させるか
、ネジ止め、といった手段で行っている。

Ｄ０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
点金属の蒸気は電極接点のロウ付は接合部以外の各所の
ロウ付は部に飛散侵入して悪影響を及ぼすことがあった
。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。

８０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、■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
は温度が７００℃当たりから活発となることが判った。

換言すれば７００℃以下の温度でロウ付けすれば、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けでき
るロウ材として、Ａｇ−Ｃｕ−Ｉｎで形成すれば、安定
にロウ付は接合できることを見出した。すなわち、Ａｇ
−Ｃｕ−Ｉｎでロウ祠を形成すれば、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Ａｇ−Ｃｕ−Ｉｎ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。

すなわち、Ｃｕが４０〜５８重量％、Ａｇが１１〜５９
重量％、Ｉｎが１９〜３１重量％の組成にてロウ材を形
成すれば良いことが判った。

■しかして、この場合にＩｎを多く含有することから、
合金化した場合には非常に脆いという新たな問題が発生
した。このために各成分の粉末を混合し、加圧成形して
使用することを試みた。これによれば使用勝手はかなり
改善されたもののまだまだ充分なものではなかった。

従って、本発明は、Ｃｕが４０〜５８重量％、Ａｇが１
１〜５９重量％、Ｉｎが１９〜３１重量％で形成したロ
ウ材であって、しかもＣｕパイプにＡｇとＩｎの混合粉
末を充填し、伸線加工して線ロウ材としたものである。

これによって例え低融点金属を含有していてもこれらの
悪影響を受ける事の無い温度でロウ付けできるロウ材を
得られるばかりでなく、取り扱いが簡便で、しかも任意
の形状に加工形成できる線ロウ材が得られる。

しかして、Ｃｕ、Ａｇ、Ｉｎの割合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できな
かった。

なお、 ■Ｃｕパイプに充填するＡｇ、Ｉｎ等の粉末は、１００
メツシユ以下（１４９μ冨以下）の粒径にするのが好ま
しい。

■伸線加工後の線ロウ材の線径は、０．７〜２．０■と
するのが好ましい。

すなわち、０．７ｍｍより小径の場合には、Ｃｕ膜が薄
くなり破損しやすい。一方、２．Ｏｍｒａより大径の場
合には、Ｃｕ膜が厚くなりロウ付は温度が高くなり好ま
しくない。

■低融点金属としては、例えば、Ｂｉ（ビスマス）、Ｓ
ｂ（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。また、低融点金属を含有する金属と
しては、銅、銅合金、等の導電性に富む金属が該当する
。

■ロウ材の使用条件としては、 ａ：低融点金属が存在する場合のロウ付は温度は、７０
０℃以下 ｂ：低融点金属が存在しない場合のロウ付は温度は、６
００℃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
ず適用できるが、ロウ付は面はＣｕまたはＣｕ合金とす
るのが望ましい。

Ｆ０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、接合部材等の構成部
材に対して熱負荷による悪影響を低減できる。特に構成
部材の一部に低融点金属を含有する部材が存在する場合
には、低融点金属の蒸発飛散が活発化しない。しかも、
Ｃｕで被覆した線ロウ材であるから任意の形状に加工変
形できるので、取り扱いが簡便である。

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−１） 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一１００メツ
シュの粒径のＣｒ（クロム）粉末を、アルミナ容器（内
径６８ｍｍ）に約１６０９入れ、このＣｒ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（第２図） 一３２５メツシュの粒径のＡｇ、Ｉｎの粉末を用意し、
Ａｇ：　ｌｎ＝２０　：３０となるように混合する。得
られた混合粉末から約７５．８ｇ分取し、一端を密閉し
たＣｕパイプ（外径１０＋ｍ、内径８ｍｒｎ、長さ３０
０＋ｕ＋）に充填し開口端をＣｕ棒で閉鎖する。そして
、引き延ばし機によって伸線加工して外在的１　、０　
ｉｎの線ロウ材を得る。

この場合の成分比は、Ｃｕ　：Ａｇ　：　Ｉ　ｎ＝５０
：２０：３０（重量％）に相当するものである。

（ｃ）ロウ付げについて 上記ロウ材（Ａｇ−Ｃｕ−Ｉｎ）を、前記ＣｕＣｒ−Ｂ
１重合部祠と、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、且つ蓋をし、真空炉に
て加熱処理（６６０°Ｃ２１５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、Ａｇ、Ｃｕ、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） 上述の実施例−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
す成分範囲で−あれば上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Ａｇ−Ｃｕ−Ｉｎ
で形成し、且つ３者の成分比（重量比）を、Ｃｕが４０
〜５８重量％、Ａｇが１１〜５９重量％、Ｉｎが１９〜
３１重量％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、Ｃｕ−Ｍｎ−Ｎｉ
系ロウ材を用い、温度条件を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。

Ｈ０発明の効果 本発明によるロウ材は、Ａｇ−Ｃｕ−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、ロウ付は時に構成部材に対する熱
負荷の悪影響を低減できる。

例えば低融点金属の蒸発飛散は効果的に防止され、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Ａｇ、Ｃｕ。

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量（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。

しかも、線ロウ材に形成していることから、任意の形状
に加工変形できるので取り扱いが簡便であって、優れた
作業性効果が得られる。

従って、ロウ付は安定化を一層図れるばかりでなく、熱
負荷による悪影響を防止でき、しかも電気、電子機器等
における低融点金属を含有する部材（例えば接点）を備
えた機器に適用した場合には、電気的特性の安定化を図
ることができ、さらには、耐久性の向上が図れ、品質向
上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（ａ）、（ｂ）は、本発明に係る製造方法の説明で
ある。 外１名 第２図 本発明に係る製造方法の説明図 （ａ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｃｕが４０〜５８重量％、Ａｇが１１〜５９重量
   ％、Ｉｎが１９〜３１重量％からなるロウ材であって、
   Ｃｕからなる中空パイプにＡｇとＩｎとの混合粉末を充
   填すると共に密閉し、これを伸線加工して線状のロウ材
   とすることを特徴とするロウ材の製造方法。