JPH0767636B2 - ろうペースト用バインダー - Google Patents

ろうペースト用バインダー

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JPH0767636B2
JPH0767636B2 JP1090769A JP9076989A JPH0767636B2 JP H0767636 B2 JPH0767636 B2 JP H0767636B2 JP 1090769 A JP1090769 A JP 1090769A JP 9076989 A JP9076989 A JP 9076989A JP H0767636 B2 JPH0767636 B2 JP H0767636B2
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幸記 佐々木
知美 朝木
正良 南
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Ishifuku Metal Industry Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 開示技術は大気中や、中性雰囲気中、或いは、還元性雰
囲気中でろう付けをするときに使用されるろうペースト
のバインダーに係る技術分野に属する。
〈従来技術〉 当業者に周知の如く、金属等の接合等に用いるろう付け
の合理化のため、ろう粉末とバインダー、及び、必要に
応じてフラックスを混合し、ペースト状とした所謂ろう
ペーストが採用されつつある。
而して、該種ろうペーストに使用されるろう粉末は、公
知のろう材粉末、例えば、Auろう粉末、Agろう粉末、Ag
Pdろう粉末、Pdろう粉末、Niろう粉末、Cuろう粉末等
が使用可能である。
ところで、バインダーに要求される条件としてはまず、
大気中、中性雰囲気中、或いは、還元性雰囲気中で使用
した際、バインダー組成は燃焼、又は分子鎖が分解して
完全に揮発し、カーボン残渣が残らないことが上げら
れ、次に、保管中にろう粉末がフラックスとが分離して
2層や3層にならないことであり、又、ろう粉末を腐蝕
しないことも必要であり、更に、被ろう付け母材を酸化
せず、加えてろう付け箇所から流れ落ちない程度の適度
の粘性を有し、そのうえ、ろう粉末が熔融する前にペー
ストが流れず、これにプラスして加熱時にはペーストが
はねない性質を有し、最後に、例えば、ろうペーストを
被ろう付け母材に塗布したとき、糸引きが大きく、切れ
が悪く、又、ろうペーストが固化し、被ろう付け母材へ
の付着性が悪いこと等がなく作業性が良いことがある。
次に、ろう粉末とフラックスとをバインダーと混合して
ペースト状となし、6か月の長期保管を行なうと、ろう
粉末を腐蝕してしまう虞があるため、バインダー組成は
ろう粉末に対して化学的に安定で、且つ、非水系バイン
ダー組成であることが望ましいことである。
而して、在来のろうペーストに使用されるバインダーと
しては、例えば、特公昭57−50598号公報発明の銅ペー
スト組成物としてポリアルキレングリコウル、又は、ポ
リアルキレングリコウル誘導体と水とからなるバインダ
ーが示されている。
又、特公昭63−43200号公報発明のアルミペースト組成
物には脂肪族炭化水素重合体が記載されており、ポリイ
ソブチレン、及び、ポルブテンは該脂肪族炭化水素重合
体に含まれはする。
〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、上述公報の前者のバインダーは大気中で
ろう付けを行なった場合、カーボン残渣が残り、又、保
管中にろう粉末が腐蝕する欠点があり、満足出来る物で
はなかった。
又、後者は脂肪族炭化水素重合体に含まれ得るポリイソ
ブチレン、及び、ポリブテンを液体パラフィンで溶解混
合しバインダーとなし、ろう粉末と混合してろうペース
トとした物は保管中にろう粉末と分離し、上述の如きバ
インダーに要求される条件を満足する物ではない難点が
あった。
更に、ポリイソブチレン、及び、ポリブテンにゲル化剤
を添加したバインダーもあるが、N2雰囲気中、又は、大
気中の使用では残渣が残り、1〜3か月の保管期間でろ
う粉末とバインダーが分離する難点があった。
〈発明の目的〉 この出願の発明の目的は上述従来技術に基づくペースト
使用のバインダーの問題点を解決すべき技術的課題と
し、バインダーに要求される条件、及び、バインダーの
組成に要求される条件を可及的に全て充分に満足し得る
ようにして金属製品製造産業における接合技術利用分野
に益する優れたろうペースト用バインダーを提供せんと
するものである。
〈発明の技術的背景〉 次に、この出願の発明の背景について述べると、発明者
らはポリイソブチレンとポリブテンは大気中、中性雰囲
気中、或いは、還元性雰囲気中で加熱した際、カーボン
残渣がなく、又、これらは広範囲の分子量を選択するこ
とが出来ることを見出した。
しかしながら、ポリイソブチレンとポリブテンの1種以
上を必要に応じて溶剤にて溶解し、ペースト用バインダ
ーに適合する軟らかさ(粘度)とした時、バインダーは
流動性を示し、ろう粉末と混合してろうペーストとなし
たとき、ろう粉末が分離してしまうことが分かり、又、
高分子のポリイソブチレンを溶剤にて粘度調整してバイ
ンダーとし、更にろう粉末と混合して、ろうペーストと
した物はろう粉末の分離を抑制する効果が認められる
が、1〜6か月の長期保管ではろう粉末を分離すること
が分った。
而して、発明者らにおいては上述発見に基づきバインダ
ーの流動性を抑える手段を種々検討した結果、ポリイソ
ブチレンとポリブテンの1種以上を必要に応じ溶剤にて
溶解したものに、溶解し、ろう付け時にカーボン残渣を
残さず、室温で固体である物質を添加することにより、
ろう粉末の分離を抑制することが可能であることをも見
出したのである。
〈課題を解決するための手段・作用〉 上述目的に沿い先述特許請求の範囲を要旨とするこの出
願の発明の構成は前述課題を解決するために、(A)ポ
リイソブチレン、及び、ポリブテンの少なくとも1種が
3〜96wt%で、 (B)融点が30℃以上であるメタン列炭化水素、及び、
脂肪酸の少なくとも1種が4〜40wt%であり、(C)融
点が0℃以下である脂肪族炭化水素、及び、芳香族炭化
水素の少なくとも1種の溶剤が0〜94wt%である組み合
わせからなる非水系ろうペースト用バインダーであるよ
うにし、使用されるポリイソブチレン、及び、ポリブテ
ンは広範囲の分子量を選択することが可能であり、例え
ば、ポリイソブチレンは粘度平均分子量(Flory)が30,
000〜3,000,000であり、又、ポリブテンは平均分子量が
200〜4,000に亘る範囲の各グレードを選択することが可
能である。
而して、ポリイソブチレン、及び、ポリブテンの少なく
とも1種を必要に応じて溶剤にて粘度調整を行ない、EH
D型粘度計(東京計器株式会社製)にて20℃、5rpmで10
〜90(ローター1゜34で測定した値)の読みに大体対応
する1,000〜9,000センチポイズ、及び、20℃、5rpmで0.
5〜12.5(HH型ローターNO−4で測定した値)の読みに
大体対応する8,000〜200,000センチポイズの範囲の粘度
に調整し、次に融点が30℃以上であるメタン列炭化水素
及び脂肪酸の少なくとも1種を加え、撹拌しながら90±
10℃で加熱溶解し、その後常温まで冷却する。
而して、ろうペーストに使用されるバインダーの粘度は
ろうペーストを構成するろう粉末とフラックスの比率に
よって異なり、ろう粉末とバインダーを混合し、ろうペ
ーストとなす時の粘度は20,000〜300,000センチポイズ
であって、ろう粉末とフラックスとバインダーとの三者
を混合し、ろとペースト成す時の粘度は1,500〜100,000
センチボイズである。
而して、バインダーはポリイソブチレン、及び、ポリブ
テンの少なくとも1種を必要に応じて溶剤にて粘度調整
し、更に融点が30℃以上であるメタン列炭化水素、及
び、脂肪酸の少なくとも1種を混合溶解したバインダー
であり、6か月間の長期に亘りろう粉末、及び、フラッ
クスを分離せず、大気中、中性雰囲気中、還元性雰囲気
中でろう付けした際カーボン残渣を残さずに燃焼、又
は、分解、揮発するようにした技術的手段を講じたもの
である。
〈発明の構成の限定理由〉 而して前述特許請求の範囲の構成要件の限定理由につい
て詳説すると、ポリイソブチレンとポリブテンの少なく
とも1種の割合を3〜96wt%とした理由は各種実験の結
果、3wt%未満ではろう粉末と混合してろうペーストと
する際、被ろう付け部分への付着性、及び、ろう付け時
の付着性が悪く、充分なろう付けが出来ないためであ
り、一方、96wt%を越えると、保管中にろう粉末と分離
し、バインダーとして不適当であることが分ったからで
あり、又、実用上好ましくは5〜94wt%である。
そして、融点が30℃以上であるメタン列炭化水素、及
び、脂肪酸の少なくとも1種の割合を4〜40wt%とした
理由はこれまた実験を重ねた結果、4wt%未満ではバイ
ンダーの流動性を抑えることが出来ない為、ろう粉末と
混合してペーストにした際、保管中に分離してしまうこ
とが知られたためであり、40wt%を越えると固化してし
まうため、バインダーとして不適当であることが分り、
そして、実用上好ましくは5〜36wt%であることが分っ
た。
次に、融点が0℃以下である脂肪族炭化水素と芳香族炭
化水素の少なくとも1種の割合を0〜94wt%とした理由
は同様実験により確認されたもので、下限を0wt%とし
た理由は低分子量のポリブテンを選択することにより溶
剤を加えなくとも、バインダーとして満足するためであ
る。
一方、94wt%を越えると、ろうう粉末と混合してペース
トにした際、被ろう付け部分への付着性、及び、ろう付
け時の付着性が悪く、又、保管中に分離してしまうこと
が分ったためである。
そして、その範囲は好ましくは0〜90wt%である。
〈実施例〉 次に、この発明の実施例を説明すれば以下の通りであ
る。
(実施例1) ポリイソブチレン、及び、ポリブテンの少なくとも1種
をキシレンにて溶解した後、これに融点が約70℃である
メタン列炭化水素の混合体(以下メタン列炭化水素の混
合体をメタン列炭化水素と略称)と、ステアリン酸の少
なくとも1種を混合して、撹拌しながら90±10℃で2時
間加熱溶解し、その後常温まで冷却してろうペースト用
バインダー(後述表−1の実施例1−1〜実施例1−
5)を作製した。
次に、比較例として本特許の請求範囲外の組成について
同方法によりバインダー(同様表−1の比較例1−1〜
比較例1−5)を作製した。
各成分の組成は表−1の通りである。
かようにして作製した各バインダー10gに72%Ag Cuろう
粉末90gを混合し撹拌してろうペースト10種を作製し
た。
作製したろうペーストの混合状態は後述表−1の通りで
ある。
次に、各ろうペースト100gをガラス容器に入れ、温度25
±1℃の恒温機にてろう粉末とバインダーの分離状況を
確認した。
結果は表−1の通りである。
該表−1中の項目の◎印は6か月間保管で分離が認めら
れなかったもので、○印は3〜6か月の間に分離が認め
られたもの、△印は1〜3か月の間に分離が認められた
もの、×印は1か月以内に分離が認められたものを意味
するものである。
更に、これらのろうペーストを鉄母材(7号試験片)に
塗布しN2雰囲気中、H2雰囲気中840℃で重ねろう付けを
行ない、カーボン残渣を確認した。
これらの結果は表−1に示す通りである。
(実施例2) ポリイソブチレン、及び、ポリブテンの少なくとも1種
を液体パラフィンの溶剤(例えば、n−パラフィンであ
るn−オクタン、イソパラフィンであるイソ−オクタ
ン、イソパラフィンと少量のn−パラプィンを含むISOP
AR(エクソン化学株式会社製)、n−パラフィンとイソ
パラフィンの混合体)にて溶解し、更に、融点が70℃で
あるメタン列炭化水素を加え、上述実施例1と同じ方法
にてろうペースト用バインダー(表−2の実施例2−1
〜実施例2−4)を作製した。
次に、比較例として常温で液体である流動パラフィンを
加え、混合撹拌してろうペースト用バインダー(同じく
表−2の比較例2−1〜比較例2−5)を作製した。
各成分の組成は当該表−2の通りである。
こうして作製した各バインダー10gにて72%Ag Cuろう粉
末90gを混合撹拌してろうペースト9種を作製した。
この各ろうペーストのろう粉末とバインダーの分離状況
を実施例1と同方法にて確認した。
結果は表−2の通りである。
(実施例3) ポリイソブチレン、及び、ポリブテンの少なくとも1種
をキシレンにて溶解し、融点が70℃であるメタン列炭化
水素及び、ラウリン酸、ミリスチン酸、ステアリン酸の
少なくとも1種を加え、実施例1と同じ方法にてろうペ
ースト用バインダー(後述表−3の実施例3−1〜実施
例3−4)を作製した。
次に、比較例としてポリイソブチレン、及び、ポリブテ
ンの少なくとも1種をキシレンにて溶解した後、有機ゲ
ル化剤としてゲルオウルD(新日本理化株式会社製)を
加え充分撹拌した後、恒温機にて80±1℃で1時間加熱
し、その後常温まで冷却してろうペースト用バインダー
(同じく表−3の比較例3−1)を作製した。
次に、比較例として有機ゲル化剤としてボルチセットペ
ーストUZ(ヘキストジャパン株式会社製)を高速撹拌し
ながら加えた後、恒温機にて45±1℃で2時間加熱し、
その後常温まで冷却してろうペースト用バインダー(比
較例3−2)を作製した。
更に比較例として有機ゲル化剤としてボルチゲルチクソ
A(ヘキストジャパン株式会社製)を高速撹拌しながら
加えた後、恒温機にて45±1℃で48時間加熱し、その後
常温まで冷却してろうペースト用バインダー(同表−3
比較例3−3)を作製した。
各成分の組成は表−3の通りである。
こうして作製した各バインダー10gに72%Ag Cuろう粉末
90gを混合撹拌してろうペースト7種を作製した。
この各ろうペーストのろう粉末とバインダーの分離
(A)状況を実施例1と同じ方法にて確認した。
結果は当該表−3の通りである。
更に、このろうペーストを鉄片母材に塗布し、N2雰囲気
中、H2雰囲気中840℃で重ねろう付けを行ないカーボン
残渣を有無を確認した。
結果は表−3の通りである。
次に、各バインダー12gにBAg−7Agろう粉末65gとAgろう
用フラックス23gとを混合撹拌してろうペーストとなし
た。
この各ろうペーストのろう粉末、及び、フラックスとバ
インダーの分離(B)状況を実施例1と同じ方法にて確
認した。
結果は同じく表−3の通りである。
更に、このろうペーストを鉄母材(7号試験片)に塗布
し、大気中トウチバーナーで重ねろう付けを行ないろう
付け強度を確認した。
結果は表−3の通りである。
該表−3に於てもろう付け強度は強度が30Kg/mm2以上を
○印、30Kg/mm2未満を×印として表示した。
(実施例4) ポリイソブチレン、及び、ポリブテンの少なくとも1種
をn−ヘキサン、n−ヘプタン、n−ペンタン、イソヘ
キサン、イソペンタン、イソヘキサン、シクロヘキサ
ン、シクロペンタン、ISOSOL(日本石油化学株式会社
製)、日石ソルベント(日本石油株式会社製)ベンゼ
ン、トルエン、ソルベントナフタ、石油ベンジンの少な
くとも1種にて溶解した後、融点が、約50℃、約60℃、
約80℃、約90℃であるメタン列炭化水素、及び、ラウリ
ン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ソ
ルビン酸、ステアロール酸の少なくとも1種を加え、そ
れぞれ特許請求の範囲内の組成にて、実施例1と同じ方
法にてろうペースト用バインダーを作製した。
作製した各バインダー10gにJISBAu−4Auろう粉末、JISB
Pd−6Pdろう粉末、JISBNi−4Niろう粉末、Cuろう粉末等
の1種90gを混合撹拌してろうペーストを作製した。
而して、このろうペーストについて、ろう粉末の分離、
カーボン残渣、ろうペーストの被ろう付け母材への付着
製、ろう付け強度、加熱時にバインダーがはねたために
生ずるろう付け後のろう材の飛散熔融等について試験、
確認した結果、いずれも良好な結果が得られた。
〈発明の効果〉 以上、この発明によれば、先述特許請求の範囲の限定構
成にしたことにより、金属に対するろう付けを行なう際
の取扱いがし易く、而も、大気中、中性雰囲気中、或
は、還元性雰囲気中で使用する際に、カーボン残渣が残
らない効果があり、保管中にろう粉末とフラックスとが
分離するようなこともなく、ろう粉末が腐蝕もせず、更
に、被ろう付け部材を酸化させるようなこともなく、そ
のうえ、ろう付け箇所から流れ落ちない程度の適宜の粘
性をも有し、ろう粉末を溶融する前に、ペーストが流出
せず、加熱時にはペーストがはねず、糸引きが小さく、
切れが良く、ペーストの固化も無く、被ろう付け部材へ
の付着性が良好である等種々の優れた効果が奏される。
そして、先述特許請求の範囲の組成にしたことにより、
ろう付け時に燃焼に際して分子鎖が分解して完全に揮発
する効果があり、6か月等の長期保管を行なっても、ろ
う粉末が腐蝕せず、化学的に安定し、安定した組成とす
ることが出来、作業性が良好で、ろう付強度を満足する
ろう付け用バインダーが得られるという優れた効果が奏
される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−160796(JP,A) 特開 昭63−157784(JP,A) 特開 昭63−157787(JP,A)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(A)ポリイソブチレン及びポリブテンの
    少なくとも1種が3〜96wt%、 (B)融点が30℃以上であるメタン列炭化水素及び脂肪
    酸の少なくとも1種が4〜40wt%、 (C)融点が0℃以下である脂肪族炭化水素及び芳香族
    炭化水素の少なくとも1種の溶剤が0〜94wt%、 とからなることを特徴とする非水系のろうペースト用バ
    インダー。
  2. 【請求項2】ろうペーストがろう粉末とバインダーから
    成り、中性雰囲気、還元性雰囲気中でろう付けされるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のろうペース
    ト用バインダー。
  3. 【請求項3】ろうペーストがろう粉末及びフラックスと
    バインダーとから成り、大気中でろう付けされることを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載のろうペースト用
    バインダー。
  4. 【請求項4】ろう粉末の融点が500℃以上であることを
    特徴とする特許請求の範囲第2項および第3項いずれか
    記載のろうペースト用バインダー。
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