JPH06126471A - 抵抗拡散接合方法 - Google Patents

抵抗拡散接合方法

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JPH06126471A
JPH06126471A JP30928992A JP30928992A JPH06126471A JP H06126471 A JPH06126471 A JP H06126471A JP 30928992 A JP30928992 A JP 30928992A JP 30928992 A JP30928992 A JP 30928992A JP H06126471 A JPH06126471 A JP H06126471A
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JP
Japan
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joining
joined
thermal expansion
bonding
resistance diffusion
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JP30928992A
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English (en)
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Shinichiro Inoue
真一郎 井上
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Komatsu Ltd
Original Assignee
Komatsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、熱膨張係数が異なる2つの接合部
材が接合されて形成される接合材の接合部における接合
力の低下を防止することを目的とする。 【構成】 本発明による抵抗拡散接合方法は、接合部材
11と、この接合部材11と熱膨張係数が異なる被接合
部材15との接合面に、これら接合部材11および被接
合部材15よりも軟らかいニッケルめっき層12および
銅めっき層13が介在されてそれら接合部材11と被接
合部材15とが接合される構成とされる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、接合部材と、この接合
部材と熱膨張係数が異なる被接合部材とを接合する抵抗
拡散接合方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、接合部材と、この接合部材と熱膨
張係数が異なる被接合部材との面接合には抵抗拡散接合
方法が広く用いられている。この抵抗拡散接合方法は、
前記接合部材と被接合部材との間にインサート材を介在
させてそれら接合部材および被接合部材を溶融させるこ
となく加熱加圧して接合面に原子的な金属結合を生起さ
せる方法であって、前記インサート材を介して前記接合
部材と被接合部材とが接合されて接合材が形成される。
なお、前記インサート材としてはめっき層,ろう材等が
用いられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述さ
れたインサート材としてのめっき層の厚さは通常10μ
m程度とされ、またろう材は接合の際に溶融されてその
接合部から排出されるため、これらインサート材により
形成される接合部の厚さは10乃至20μm程度とな
る。このため、前述された接合部材と被接合部材とが接
合されて形成される接合材を熱処理工程において油中で
急冷すると、熱応力によりその接合材の接合部の少なく
とも一部に欠陥等が発生してその接合材の接合部におけ
る接合力が低下するという問題点がある。
【0004】本発明は、前述のような問題点に鑑みてな
されたものであって、接合部材と、この接合部材と熱膨
張係数が異なる被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接合力の低下を防止する抵抗拡散
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、接合部材と、この接合部材と熱膨張係数が異
なる被接合部材との接合面に、これら接合部材および被
接合部材よりも軟らかいインサート材および/または熱
膨張係数がそれら接合部材および被接合部材の熱膨張係
数の間であるインサート材を少なくとも1種類介在させ
てそれら接合部材と被接合部材とを接合することを特徴
とする。
【0006】
【作用】本発明による抵抗拡散接合方法は、接合部材
と、この接合部材と熱膨張係数が異なる被接合部材との
接合面に、これら接合部材および被接合部材よりも軟ら
かいインサート材および/または熱膨張係数がそれら接
合部材および被接合部材の熱膨張係数の間であるインサ
ート材が少なくとも1種類介在されているため、これら
接合部材と被接合部材とが接合されて形成される接合材
の接合部に生じる熱応力は前記インサート材が塑性変形
することにより緩和される。したがって、この接合材の
接合部における接合力が低下しない。
【0007】
【実施例】次に、本発明による抵抗拡散接合方法の具体
的実施例について図面を参照しつつ説明する。
【0008】本発明の第一実施例の抵抗拡散接合方法に
より接合部材と被接合部材とが接合されて形成される接
合材の層構成図が図1に示されている。この抵抗拡散接
合方法によれば、まず接合部材11の接合面にニッケル
めっき層(膜厚約10μm)12,銅めっき層(膜厚約
30μm)13およびアモルファスろう材14が順次積
層されてそれらニッケルめっき層12,銅めっき層13
およびアモルファスろう材14を介して被接合部材15
が載置される。なお、これらニッケルめっき層12,銅
めっき層13は接合部材11および被接合部材15より
も材質が軟らかいものである。次いで、これら接合部材
11および被接合部材15が3t/cm2 の荷重で加圧され
つつ大気中で短時間通電(60kA,約1.2sec)
された後、前記加圧が例えば5min継続される。この
ようにして、接合部材11および被接合部材15の接合
面に抵抗発熱が生起されてそれら接合部材11と被接合
部材15とが接合される。この後、これら接合部材11
と被接合部材15とが接合されて形成された接合材16
が油中で冷却される。
【0009】なお、接合部材11は、例えば材質がJI
Sに定められるSCM440H(組成比;炭素:0.3
7〜0.44,珪素:0.15〜0.35,マンガン:
0.55〜0.90,クロム:0.85〜1.25,モ
リブデン:0.15〜0.33,リン:≦0.030,
硫黄:≦0.030,鉄:残余)により形成され、被接
合部材15は、例えばP31C(組成比;銅:63.
5,亜鉛:27.5,ニッケル:3,アルミニウム:
4,リン:2)により形成されている。また、アモルフ
ァスろう材14は、組成比が銅:80,錫:20とされ
ている。
【0010】このように構成された接合材16によれ
ば、この接合材16が熱処理工程において油中で急冷さ
れた際においてもその接合材16を構成する接合部材1
1と被接合部材15との接合面に欠陥等を生じることな
く強固に接合される。
【0011】本発明の第二実施例の抵抗拡散接合方法に
より接合部材と被接合部材とが接合されて形成される接
合材の層構成図が図2に示されている。この抵抗拡散接
合方法によれば、まず、前記接合部材11と同材質を有
する接合部材31の接合面に銅−亜鉛めっき層(膜厚約
20μm)32および金箔33が順次積層されてそれら
銅−亜鉛めっき層32および金箔33を介して前記被接
合部材15と同材質を有する被接合部材34が載置され
る。次いで、これら接合部材31および被接合部材34
が前述された第一実施例と同様な接合条件により接合さ
れる。この後、これら接合部材31と被接合部材34と
が接合されて形成された接合材35が油中で冷却され
る。
【0012】なお、接合部材31,金箔33,被接合部
材34それぞれの熱膨張係数は11.7×10-6/℃,
14.0×10-6/℃,18.0×10-6/℃である。
また銅−亜鉛めっき層32は、組成比が銅:75,亜
鉛:25とされている。
【0013】接合部材31と被接合部材34とが接合さ
れて形成された接合材35が熱処理工程において油中で
急冷された際のその接合材35の内層部の断面の金属組
織の写真が図3に示されている。この図において、図中
に2本の境界線(以下、上方の境界線を第一の境界線,
下方の境界線を第二の境界線と記す。)が表されてい
る。図中、第一の境界線の上方が被接合部材34、第二
の境界線の下方が接合部材31であり、これら第一の境
界線と第二の境界線とに挟まれた層が銅−亜鉛めっき層
32と金箔33とが溶融されて混在する層である。図に
示されているように、接合部材31と被接合部材34と
がその接合面の欠陥等を生じることなく接合されてい
る。
【0014】本発明の第三実施例の抵抗拡散接合方法に
より接合部材と被接合部材とが接合されて形成される接
合材の層構成図が図4に示されている。この抵抗拡散接
合方法によれば、まず、前記接合部材11と同材質を有
する接合部材51の接合面に銅めっき層(膜厚約30μ
m)52および銅箔53が順次積層されてそれら銅めっ
き層52および銅箔53を介して前記被接合部材15と
同材質を有する被接合部材54が載置される。なお、銅
箔53の熱膨張係数は16.8×10-6/℃である。次
いで、これら接合部材51および被接合部材54が前述
された第一実施例と同様な接合条件により接合される。
この後、これら接合部材51と被接合部材54とが接合
されて形成された接合材55が油中で冷却される。
【0015】接合部材51と被接合部材54とが接合さ
れて形成された接合材55が熱処理工程において油中で
急冷された際のその接合材55の内層部の断面の金属組
織を示す写真が図5に示されている。図中に2本の境界
線(以下、上方の境界線を第一の境界線,下方の境界線
を第二の境界線と記す。)が表されており、第一の境界
線の上方が被接合部材54、第二の境界線の下方が接合
部材51であり、これら第一の境界線と第二の境界線と
に挟まれた層が銅めっき層52と銅箔53とが溶融され
て混在する層である。図に示されているように、接合部
材51と被接合部材54とがその接合面の欠陥等を生じ
ることなく接合されている。
【0016】このように前記各実施例において接合部材
と被接合部材とが接合されて形成される接合材の接合部
に生じる熱応力は、めっき層,金属箔等のインサート材
が塑性変形することにより緩和される。したがって、こ
の接合材の接合部における接合力が低下しない。
【0017】
【発明の効果】以上のように構成された本発明によれ
ば、熱膨張係数が異なる2つの接合部材が接合されて形
成される接合材の接合部における接合力の低下を防止す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一実施例の抵抗拡散接合方法により
接合部材と被接合部材とが接合されて形成される接合材
の層構成図である。
【図2】本発明の第二実施例の抵抗拡散接合方法により
接合部材と被接合部材とが接合されて形成される接合材
の層構成図である。
【図3】本発明の第二実施例の抵抗拡散接合方法により
接合部材と被接合部材とが接合されて形成される接合材
を熱処理工程において油中で急冷した際のその接合材の
内層部の断面の金属組織を示す写真である。
【図4】本発明の第三実施例の抵抗拡散接合方法により
接合部材と被接合部材とが接合されて形成される接合材
の層構成図である。
【図5】本発明の第三実施例の抵抗拡散接合方法により
接合部材と被接合部材とが接合されて形成される接合材
を熱処理工程において油中で急冷した際のその接合材の
内層部の断面の金属組織を示す写真である。
【符号の説明】
11,31,51 接合部材 12 ニッケルめっき層 13,52 銅めっき層 14 アモルファスろう材 15,34,54 被接合部材 16,35,55 接合材 32 銅−亜鉛めっき層 33 金箔 53 銅箔

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 接合部材と、この接合部材と熱膨張係数
    が異なる被接合部材との接合面に、これら接合部材およ
    び被接合部材よりも軟らかいインサート材および/また
    は熱膨張係数がそれら接合部材および被接合部材の熱膨
    張係数の間であるインサート材を少なくとも1種類介在
    させてそれら接合部材と被接合部材とを接合することを
    特徴とする抵抗拡散接合方法。
  2. 【請求項2】 熱膨張係数が前記接合部材および被接合
    部材の熱膨張係数の間であるインサート材を2種類以上
    介在させてそれら接合部材と被接合部材とを接合する
    際、これらインサート材を熱膨張係数の大きさの順に並
    べて最も大きな熱膨張係数を有するインサート材をそれ
    ら接合部材または被接合部材のうち熱膨張係数の大きい
    方に当接させる請求項1に記載の抵抗拡散接合方法。
  3. 【請求項3】 前記インサート材の総厚さは20μm以
    上である請求項1または2に記載の抵抗拡散接合方法。
JP30928992A 1992-10-22 1992-10-22 抵抗拡散接合方法 Withdrawn JPH06126471A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006272390A (ja) * 2005-03-29 2006-10-12 Nippon Steel Corp インバー合金と黄銅の複合構造体及びその接合方法
JP2010006054A (ja) * 2008-04-23 2010-01-14 Boeing Co:The 過酷な環境の応用のための傾斜熱膨張係数により接合された複合構造
JP2019002662A (ja) * 2017-06-19 2019-01-10 株式会社アロン社 熱交換器及びその製造方法

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