JPH08168889A - Joining method for metallic member, insert material for au-sn brazing and injection printer - Google Patents

Joining method for metallic member, insert material for au-sn brazing and injection printer

Info

Publication number
JPH08168889A
JPH08168889A JP31312794A JP31312794A JPH08168889A JP H08168889 A JPH08168889 A JP H08168889A JP 31312794 A JP31312794 A JP 31312794A JP 31312794 A JP31312794 A JP 31312794A JP H08168889 A JPH08168889 A JP H08168889A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
plating
thickness
brazing
alloy
insert material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP31312794A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3578286B2 (en
Inventor
Keiji Watanabe
啓司 渡辺
Kunihiro Tamahashi
邦裕 玉橋
Atsushi Sunahara
淳 砂原
Masaya Horino
正也 堀野
Akiomi Kono
顕臣 河野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koki Holdings Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Koki Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Koki Co Ltd filed Critical Hitachi Koki Co Ltd
Priority to JP31312794A priority Critical patent/JP3578286B2/en
Publication of JPH08168889A publication Critical patent/JPH08168889A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3578286B2 publication Critical patent/JP3578286B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE: To form a joint part having excellent corrosion resistance and high strength while suppressing the deformation of members by heat and to suppress the cost of forming brazing filler metal layers to a low level. CONSTITUTION: The brazing filler metal to be used for joining is formed of an Au-Sn alloy. This Au-Sn alloy is formed of laminated structures of Au plating and Sn plating which are fused by heating and pressurizing to form a joining material. For example, the plating is executed to form, successively from the base metal 101 side, Ni plating 102 of <=0.5μm, Au plating 103 of <=5μm, Sn plating 104 of <=5μm and Au plating 105 of <=5μm in a laminar form. The compsn. in the system of the Au plating and the Sn plating is specified to over 20mass% to 40mass% or under in SA over the entire part of the plating combinations to be laminated. The wet process plating including at least either of hydrogen and water of >=1/2 times the plating volume in terms of 0 deg.C and 1atm in the plating films is used.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、Au−Sn合金(N
i、Cuなどの下地めっき成分を含有するものでその含
有比率の小さいAu−Sn−Ni合金、Au−Sn−C
u成分を含む)を用いて金属部材同士をろう付けにより
接合する方法及びAu−Snろう付け用インサート材、
これらの接合技術を利用したインクジェットプリンタに
関する。
The present invention relates to an Au--Sn alloy (N
Au-Sn-Ni alloy, Au-Sn-C containing a base plating component such as i and Cu and having a small content ratio
a method of joining metal members to each other by brazing using (including a u component), and an Au-Sn brazing insert material,
The present invention relates to an inkjet printer that uses these joining techniques.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、Au−Sn合金を用いて金属部材
同士をろう付けする場合には、Au−Sn合金箔及び接
合表面の酸化膜を除去する作用を持つフラックスを接合
部に挿入し、加熱加圧してろう付けを行っていた。その
他の接合方法としては、インクジェットプリンタのプリ
ントヘッドの部品同士を、有機接着剤による接着や、特
開平2−107451号公報に示されるごとく、Ni−
PろうやAu−Niろうなどの高融点ろう材を用いて接
合していた。
2. Description of the Related Art Conventionally, when brazing metal members with each other using an Au--Sn alloy, an Au--Sn alloy foil and a flux having an action of removing an oxide film on the joint surface are inserted into the joint, Brazing was performed by heating and pressing. As another joining method, the parts of the print head of the ink jet printer are adhered to each other with an organic adhesive, or as shown in JP-A-2-107451, Ni-
The joining was performed using a high melting point brazing material such as P brazing or Au—Ni brazing.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】Au−Snろう付けの
際にAu−Sn合金箔及びフラックスを接合部に挿入す
る場合には、フラックスは腐食性を有するので、残留フ
ラックスを洗浄除去する工程が必要であった。さらに、
はんだ中に巻き込まれて接合部に残留したフラックスが
接合部を腐食させるという問題があった。またAu−S
n合金はほとんど延性を有しないので圧延することがで
きず、箔とするには板状のインゴットを研削によって薄
く加工することが必要であった。
When the Au-Sn alloy foil and the flux are inserted into the joint during Au-Sn brazing, the flux is corrosive, so that the step of cleaning and removing the residual flux must be performed. Was needed. further,
There is a problem that the flux that is caught in the solder and remains in the joint corrodes the joint. Also Au-S
Since the n alloy has almost no ductility, it cannot be rolled, and it was necessary to grind a thin plate-shaped ingot to form a foil.

【0004】一方、プリントヘッドの接合に有機接着剤
を用いる場合には、接着剤の経時劣化により接着強度が
低下し、接合部の信頼性を高めることが困難であった。
また高融点ろう材を用いる場合は、接合される部材が高
温による降伏強度低下や熱ひずみが原因となって塑性変
形するので、接合精度を向上させることが困難であっ
た。
On the other hand, when an organic adhesive is used for joining the print heads, the adhesive strength is deteriorated due to the deterioration of the adhesive over time, and it is difficult to increase the reliability of the joint.
Further, when a high melting point brazing material is used, it is difficult to improve the joining accuracy because the members to be joined are plastically deformed due to a decrease in yield strength due to high temperature and thermal strain.

【0005】本発明は以上の点に鑑みてなされ、その目
的は、前述した如きAu−Sn合金箔、フラックス、有
機接着剤、高融点ろう材の問題を解消するために、これ
に代わるAu−Sn合金接着手法を用いて、しかも、そ
の接合条件に工夫をなして、接合強度が高く、耐食性、
接合精度に優れた高信頼性の接合技術を提供することに
ある。
The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to replace Au-Sn alloy foils, fluxes, organic adhesives, and high melting point brazing materials in order to solve the problems described above. Using Sn alloy bonding technique, and by devising the bonding conditions, high bonding strength, corrosion resistance,
It is to provide a highly reliable joining technique with excellent joining accuracy.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、まず、次のよ
うな接合方法を提案する。
The present invention first proposes the following joining method.

【0007】すなわち、母材側から順に厚さ0.5μm
以下の下地めっき(例えばNiめっき)、厚さ5μm以
下のAuめっき、厚さ5μm以下のSnめっき、厚さ5
μm以下のAuめっきを層状に施した金属部材同士を、
或いは前記層状めっきを施した金属部材と、母材側から
順に厚さ0.5μm以下の下地めっき、厚さ0.5μm
以下のAuめっきを層状に施した金属部材とを、真空中
或いは不活性ガス中にて加熱・加圧して接合し、且つ接
合条件として、前記下地めっきを除いたAuめっきとS
nめっきとの系での組成を、積層されるめっき組合せ全
体でSnが20mass%を超え40mass%未満と
し、前記Auめっき及びSnめっきは、めっき皮膜内に
0℃、1気圧換算でめっき体積の1/2倍以上の水素及
び水の少なくとも一つを含む湿式めっきを用いたことを
特徴とする(これを第1の発明とする)。
That is, the thickness is 0.5 μm in order from the base metal side.
The following base plating (for example, Ni plating), Au plating having a thickness of 5 μm or less, Sn plating having a thickness of 5 μm or less, and thickness 5
Metal members that are Au-plated with a thickness of μm or less in layers are
Alternatively, the layer-plated metal member, the base metal layer having a thickness of 0.5 μm or less and the thickness of 0.5 μm in this order from the base metal side.
The following metal member plated with Au in a layered state is heated and pressurized in a vacuum or in an inert gas to bond, and the bonding conditions are Au plating excluding the undercoat and S.
The composition in the system of n plating is such that Sn is more than 20 mass% and less than 40 mass% in the entire plating combination to be stacked, and the Au plating and the Sn plating have a plating volume of 0 ° C. and 1 atm equivalent in the plating film. It is characterized by using wet plating containing at least one-half or more of hydrogen and water (this is the first invention).

【0008】また、被接合部材同士をろう付け用インサ
ート材を介して接合する方式において、インサート材の
母材の表面に下地めっきを施し、且つその上にAuめっ
き及びSnめっきを層状に施してあり、これらのめっき
層のうち少なくとも1種類のめっき皮膜内に0℃、1気
圧換算でめっき体積の1/2倍以上の水素あるいは水を
含ませたAu−Snろう付け用インサート材を提案する
(これを第2の発明とする)。
In addition, in a method of joining members to be joined together through a brazing insert material, a base plating is applied to the surface of a base material of the insert material, and Au plating and Sn plating are applied in layers on the base plating. Therefore, we propose an Au-Sn brazing insert material in which at least one kind of these plating layers contains hydrogen or water at ½ times the plating volume in terms of 0 ° C and 1 atm. (This is the second invention).

【0009】[0009]

【作用】第1の発明によれば、接合工程において、被接
合部材同士を加圧しつつ加熱すると、Au及びSnが共
晶反応を生じて溶解(溶融)する。この場合、少なくと
もAuめっき及びSnめっきは、H2ガス及び水分を多
量に含んでおり、加熱によりこれらのガスが泡となって
Au−Sn融液から加熱雰囲気内に放出される。このガ
ス放出の際、泡がAu−Sn融液を撹拌し、Au−Sn
融液に残留している汚染物層を分断破壊するので、Au
−Sn融液は完全に一体化する。
According to the first aspect of the present invention, in the joining step, when the members to be joined are heated while being pressurized, Au and Sn cause a eutectic reaction to melt (melt). In this case, at least Au plating and Sn plating contain a large amount of H 2 gas and water, and upon heating, these gases form bubbles and are released from the Au—Sn melt into the heating atmosphere. During this gas release, bubbles agitate the Au-Sn melt and
Since the contaminant layer remaining in the melt is broken and broken, Au
-The Sn melt is completely integrated.

【0010】接合過程において、Au−Sn融液と下地
めっき(ここではNiめっきとする)との界面には両者
の反応生成物であるNi−Au−Sn化合物が形成され
る。この金属間化合物は強度が低く、接合強度の低下要
素となるが、上記各めっきの厚さ設定(量的設定)にお
いて、さらに加熱を続けると、下地めっきとしてのNi
めっきの厚さを0.5μm以下とすることにより、Ni
めっき及びNi−Au−Sn金属間化合物がAu−Sn
融液中に完全に溶解して上記の接合強度低下要素が解消
し、被接合部材はそれぞれAu−Sn融液に直接接触す
る。次に冷却すれば、接合部はNiをわずかに含むAu
−Sn合金となり、これにより被接合部材同士(金属部
材同士)が強固に接合される。
In the joining process, a Ni-Au-Sn compound, which is a reaction product of the two, is formed at the interface between the Au-Sn melt and the undercoat (here, Ni plating). This intermetallic compound has a low strength and becomes a factor for lowering the bonding strength. However, when heating is further continued in the thickness setting (quantitative setting) of each plating described above, Ni as the base plating is used.
By setting the plating thickness to 0.5 μm or less, Ni
Plating and Ni-Au-Sn intermetallic compound is Au-Sn
By completely dissolving in the melt to eliminate the above-described bonding strength lowering element, the members to be bonded come into direct contact with the Au-Sn melt. Then, if cooled, the joint portion is Au containing a small amount of Ni.
-Sn alloy is formed, whereby members to be joined (metal members) are firmly joined.

【0011】また、Au−Sn2元系の共晶点は、Au
−20mass%Snであるが、Au−Sn融液中にN
iが溶解する過程では、NiとSnが反応して金属間化
合物を形成し、その分Au−Sn融液中のSn含有量が
減少する。共晶点よりもSnが減少すると、Au−Sn
合金の融点は急激に増大する。
The eutectic point of the Au-Sn binary system is Au.
-20 mass% Sn, but N in the Au-Sn melt
In the process of dissolution of i, Ni and Sn react with each other to form an intermetallic compound, and the Sn content in the Au—Sn melt is reduced accordingly. If Sn decreases below the eutectic point, Au-Sn
The melting point of the alloy increases rapidly.

【0012】たとえば接合初期のAu−Sn融液が共晶
組成である場合、633Kに加熱すると完全に液相状態
にあるが、ここでSnがNiとの反応により消費される
と、Au−Sn融液中のSn濃度が低下して融点が上昇
する。Sn濃度が低下すると、Au−Sn融液の融点が
加熱温度と等しくなり等温凝固する。いったん凝固して
しまうとNiのAu−Sn合金中への溶解速度が極端に
減少し、Niを完全にAu−Sn合金中へ溶解させるに
は極めて長時間を要することになる。したがってNiが
完全に溶解するまでAu−Sn合金を溶融させ続けるに
は、初期のAu−Sn融液のSn濃度をNiとの反応を
考慮して20mass%を越えて30mass%以下と
するのがよく、望ましくは22mass%から29ma
ss%、さらに望ましくは24mass%から28ma
ss%とするのがよい。
For example, when the Au-Sn melt at the initial stage of bonding has a eutectic composition, it is completely in a liquid state when heated to 633 K. However, when Sn is consumed by the reaction with Ni, Au-Sn melt is generated. The Sn concentration in the melt decreases and the melting point rises. When the Sn concentration decreases, the melting point of the Au-Sn melt becomes equal to the heating temperature, and isothermal solidification occurs. Once solidified, the dissolution rate of Ni in the Au-Sn alloy is extremely reduced, and it takes an extremely long time to completely dissolve Ni in the Au-Sn alloy. Therefore, in order to continue to melt the Au—Sn alloy until Ni is completely dissolved, the Sn concentration of the initial Au—Sn melt should be set to more than 20 mass% and 30 mass% or less in consideration of the reaction with Ni. Good, preferably 22 mass% to 29 ma
ss%, more preferably 24 mass% to 28 ma
It is good to set it to ss%.

【0013】第2の発明のAu−Snろう付けインサー
ト材を用いて被接合部材同士を接合する場合には、次の
ように行われる。
When the members to be joined are joined together using the Au--Sn brazing insert material of the second invention, the following process is carried out.

【0014】被接合部材間にAu−Snろう付けインサ
ート材を挿入し、接合面を密着させて加熱する。インサ
ート材側のAuめっき、Snめっきは共晶反応を生じて
溶融する(この場合、被接合部材側の母材表面にもAu
めっきを施して、このAuめっきとインサート材側のA
uめっき、Snめっきとを溶融させ合ってもよい)。
An Au-Sn brazing insert material is inserted between the members to be joined, and the joining surfaces are brought into close contact with each other and heated. The Au plating and Sn plating on the insert material side cause a eutectic reaction to melt (in this case, Au on the surface of the base material on the joined member side as well).
After plating, the Au plating and the insert material side A
u plating and Sn plating may be melted together.

【0015】本発明においても、H2ガス及び水分に起
因するガス(泡)がAu−Sn融液を撹拌し、また、接
合部が最終的には、Niをわずかに含むAu−Sn合金
或いはNi含有比率が小さいAu−Sn−Ni合金とな
る。したがって、このろう付けインサート材を用いるこ
とで、被接合部材同士が強固に接合される。
Also in the present invention, the H 2 gas and the gas (bubbles) derived from the water agitate the Au—Sn melt, and the joint finally contains an Au—Sn alloy containing a small amount of Ni or The Au-Sn-Ni alloy has a small Ni content ratio. Therefore, the members to be joined are firmly joined together by using this brazing insert material.

【0016】[0016]

【実施例】【Example】

〔実施例1〕本発明の第1実施例を図1を用いて説明す
る。
[First Embodiment] A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0017】図1は母材側から順に厚さ0.3μmのN
iめっき、厚さ3μmのAuめっき、厚さ3μmのSn
めっき及び厚さ0.5μmのAuめっきを形成した金属
部材同士を重ね合わせて、N2ガス中にて加熱加圧して
接合する積層接合方法を示す図である。
FIG. 1 shows N having a thickness of 0.3 μm in order from the base metal side.
i plating, 3 μm thick Au plating, 3 μm thick Sn
By overlapping metal members to each other forming the Au plating in the plating and thickness 0.5 [mu] m, it is a diagram showing a laminated bonding method of bonding by heating and pressing at a N 2 gas.

【0018】101は厚さ50μmのSUS304板
(母材)、102は厚さ0.3μmのNiめっき(母材
の耐食性を図るための下地めっき)、103は厚さ3μ
mのAuめっき、104は厚さ3μmのSnめっき、1
05は厚さ0.5μmのAuめっき、106aはAuと
Snとが共晶反応して生成したAu−Sn合金融液、1
06bは、上記融液が凝固したAu−Sn合金、107
はAu−Sn合金融液106aとNiとが反応して生成
したNi−Au−Sn金属間化合物である。本例では、
母材101の両面に上記4層のめっきが形成してある。
Reference numeral 101 is a SUS304 plate (base material) having a thickness of 50 μm, 102 is Ni plating having a thickness of 0.3 μm (base plating for achieving corrosion resistance of the base material), and 103 is a thickness of 3 μm.
m Au plating, 104 is 3 μm thick Sn plating, 1
Reference numeral 05 denotes Au plating having a thickness of 0.5 μm, reference numeral 106a denotes Au-Sn combined financial liquid produced by eutectic reaction of Au and Sn, 1
06b is an Au—Sn alloy in which the above melt is solidified, 107
Is a Ni—Au—Sn intermetallic compound produced by the reaction of Au—Sn combined financial liquid 106a and Ni. In this example,
The above four layers of plating are formed on both surfaces of the base material 101.

【0019】次に接合プロセスについて説明する。Next, the joining process will be described.

【0020】まず、接合条件としては、 Niめっき102を除いたAuめっき103、105
とSnめっき104との系での組成を、Auめっきに対
して、積層されるめっき組合せ全体でSnが20mas
s%を超え40mass%未満とし、 また、各めっき102〜105は、めっき皮膜内に0
℃、1気圧換算でめっき体積の1/2倍以上の水素及び
水の少なくとも一つを含む湿式めっきを用いている。
First, as the bonding conditions, Au plating 103, 105 excluding Ni plating 102 is used.
The composition of the Sn plating 104 and the Sn plating 104 is such that Sn is 20mass in the entire plating combination to be stacked with respect to Au plating.
It is more than s% and less than 40 mass%, and each plating 102 to 105 has 0 in the plating film.
Wet plating containing at least one of hydrogen and water, which is ½ of the plating volume at 1 ° C. and 1 atm, is used.

【0021】上記条件の下で、 (1)上述の4層のめっき102〜105を施したSU
S304板(被接合金属部材)101を対向させて置
き、雰囲気をN2ガスにて置換する〔図1(a)〕。
Under the above conditions, (1) SU having the above-mentioned four layers of plating 102 to 105 applied
The S304 plates (metal members to be joined) 101 are placed facing each other, and the atmosphere is replaced with N 2 gas [FIG. 1 (a)].

【0022】(2)被接合金属部材を加圧しつつ360
℃に加熱すると、上記めっき層のうちAu及びSnが共
晶反応を生じて溶解し、Au−Sn融液106aを形成
する〔図1(b)〕。各めっき皮膜はH2ガス及び水分
を多量に含んでおり、加熱によりこれらのガスが放出さ
れる。放出されたガスは泡108となってAu−Sn融
液106a中から雰囲気内へ放出される。この際ガスの
泡108がAu−Sn融液106aを攪拌し、Au−S
n融液106a中に残留している汚染物層109を分断
破壊するので、Au−Sn融液層106aは完全に一体
化する。Au−Sn融液106aとNiめっき102と
の界面には両者の反応生成物であるNi−Au−Sn金
属間化合物107が形成される。この金属間化合物10
7はもろく、またNiめっき102との密着強度が低い
ので接合強度の低下をもたらすが、さらに加熱を続ける
とNiめっき102及びNi−Au−Sn金属間化合物
107はAu−Sn融液106a中に完全に溶解し、A
u−Sn融液と母材(SUS304板)101とが直接
接触する。次に接合部を冷却すれば、上記Au−Sn融
液は、Niをわずかに含むAu−Sn合金106bとな
り、これによってSUS304板101同士が強固に接
合される〔図1(c)〕。
(2) 360 while pressing the metal members to be joined
When heated to 0 ° C., Au and Sn in the plating layer undergo a eutectic reaction and are melted to form an Au—Sn melt 106a [FIG. 1 (b)]. Each plating film contains a large amount of H 2 gas and water, and these gases are released by heating. The released gas becomes bubbles 108 and is released from the Au-Sn melt 106a into the atmosphere. At this time, the gas bubble 108 stirs the Au—Sn melt 106 a, and Au—S
Since the contaminant layer 109 remaining in the n-melt 106a is divided and destroyed, the Au-Sn melt layer 106a is completely integrated. At the interface between the Au-Sn melt 106a and the Ni plating 102, a Ni-Au-Sn intermetallic compound 107, which is a reaction product of the two, is formed. This intermetallic compound 10
7 is brittle, and the adhesion strength with the Ni plating 102 is low, so that the bonding strength is lowered. However, if the heating is continued, the Ni plating 102 and the Ni-Au-Sn intermetallic compound 107 are contained in the Au-Sn melt 106a. Completely dissolved, A
The u-Sn melt directly contacts the base material (SUS304 plate) 101. Next, when the joint is cooled, the Au—Sn melt becomes the Au—Sn alloy 106b containing a small amount of Ni, whereby the SUS304 plates 101 are firmly joined (FIG. 1 (c)).

【0023】図2によりSUS304板同士の接合にお
けるピール強度とNi−Au−Sn金属間化合物の厚さ
との関係を説明する。図2は横軸が金属間化合物とNi
めっきを合わせた厚さdを示し、縦軸がピール強度を示
す。ピール強度はdが小さいほど高くなる傾向を示して
いる。最も強度が高いのは、dが0すなわちAu−Sn
融液中にNiが完全に溶解してしまった場合であること
が分かる。
The relationship between the peel strength and the thickness of the Ni-Au-Sn intermetallic compound in the joining of SUS304 plates will be described with reference to FIG. In Fig. 2, the horizontal axis represents the intermetallic compound and Ni.
The total thickness d of the plating is shown, and the vertical axis shows the peel strength. The peel strength tends to increase as d decreases. The highest intensity is when d is 0, that is, Au-Sn.
It can be seen that this is the case where Ni is completely dissolved in the melt.

【0024】図3にAu−Sn2元系の状態図を示す。
Au−Sn2元系の共晶点はAu−20mass%Sn
であり、図中では点Aとして示されている。Au−Sn
融液中にNiが溶解する過程では、NiとSnが反応し
て金属間化合物を形成し、その分Au−Sn融液中のS
n含有量が減少する。共晶点よりもSnが減少すると、
Au−Sn合金の融点は急激に増大することが状態図に
示されている。
FIG. 3 shows a state diagram of the Au-Sn binary system.
The eutectic point of the Au-Sn binary system is Au-20mass% Sn.
And is shown as point A in the figure. Au-Sn
In the process in which Ni is dissolved in the melt, Ni and Sn react with each other to form an intermetallic compound, and S in the Au-Sn melt is correspondingly formed.
The n content is reduced. When Sn decreases below the eutectic point,
The phase diagram shows that the melting point of the Au-Sn alloy increases sharply.

【0025】たとえば接合初期のAu−Sn融液が共晶
組成である場合、633Kに加熱すると状態図中の位置
は点Aとなり、完全に液相であることがわかる。ここで
SnがNiとの反応により消費されると、Au−Sn融
液中のSn濃度が低下して融点が上昇する。Sn濃度が
低下して点A’に到達すると、Au−Sn融液の融点が
加熱温度と等しくなり等温凝固する。いったん凝固して
しまうとNiのAu−Sn合金中への溶解速度が極端に
減少し、Niを完全にAu−Sn合金中へ溶解させるに
は極めて長時間を要することになる。したがってNiが
完全に溶解するまでAu−Sn合金を溶融させ続けるに
は、初期のAu−Sn融液のSn濃度をNiとの反応を
考慮して20mass%を越えて30mass%以下と
するのがよく、望ましくは22mass%から29ma
ss%、さらに望ましくは24mass%から28ma
ss%とするのがよい。
For example, when the Au-Sn melt at the initial stage of bonding has a eutectic composition, when heated to 633 K, the position in the phase diagram becomes point A, indicating that it is completely in the liquid phase. Here, when Sn is consumed by the reaction with Ni, the Sn concentration in the Au—Sn melt decreases and the melting point rises. When the Sn concentration decreases and reaches the point A ′, the melting point of the Au—Sn melt becomes equal to the heating temperature, and isothermal solidification occurs. Once solidified, the dissolution rate of Ni in the Au-Sn alloy is extremely reduced, and it takes an extremely long time to completely dissolve Ni in the Au-Sn alloy. Therefore, in order to continue to melt the Au—Sn alloy until Ni is completely dissolved, the Sn concentration of the initial Au—Sn melt should be set to more than 20 mass% and 30 mass% or less in consideration of the reaction with Ni. Good, preferably 22 mass% to 29 ma
ss%, more preferably 24 mass% to 28 ma
It is good to set it to ss%.

【0026】本実施例によれば、次のような効果を奏す
る。 (イ)上記のごとく、接合プロセスにおいて、Au−S
n合金を撹拌することができ、しかも、Au−Snの重
量配分を、下地のNiめっき及びプロセス中に生じるN
i−Au−Sn化合物との反応を考慮して定めてあるの
で、そのプロセスで接合強度が高い接合方法を提供する
ことができる。 (ロ)Au−Sn合金を箔としてではなく、めっき皮膜
の形態で供給するので、従来のような機械加工によるA
u−Sn箔を製作する工程をなくし、製作コストの低減
を図り得る。 (ハ)接合前の接合表面はAuであり、Auが酸化しな
いことからフラックスを用いなくとも接合部を一体化さ
せることが可能になり、従来のようなフラックス除去作
業をなくし作業効率を高めると共に、残留フラックスに
よる接合部の腐食といった問題をなくし、接合部の耐食
性を高めることができる。
According to this embodiment, the following effects are obtained. (B) As described above, in the bonding process, Au-S
The n-alloy can be agitated, and the weight distribution of Au-Sn can be adjusted by the N plating of the underlayer and the N generated during the process.
Since it is determined in consideration of the reaction with the i-Au-Sn compound, it is possible to provide a bonding method having high bonding strength in the process. (B) Since the Au—Sn alloy is supplied not in the form of foil but in the form of a plating film, the
It is possible to reduce the manufacturing cost by eliminating the step of manufacturing the u-Sn foil. (C) The joint surface before joining is Au, and since Au does not oxidize, it is possible to integrate the joints without using flux, and eliminate the conventional flux removal work and improve work efficiency. The problem of corrosion of the joint due to residual flux can be eliminated, and the corrosion resistance of the joint can be improved.

【0027】〔実施例2〕本発明の第2実施例を図4を
用いて説明する。
[Second Embodiment] A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0028】本実施例では、母材側から順に厚さ0.3
μmのNiめっき、厚さ3μmのAuめっき、厚さ2.
5μmのSnめっき及び厚さ0.5μmのAuめっきを
形成した金属部材と、厚さ0.3μmのNiめっき及び
厚さ0.5μmのAuめっきを形成した金属部材とを積
層して、N2ガス中にて加熱加圧して接合する積層接合
方法を示す図である。
In this embodiment, the thickness is 0.3 in order from the base metal side.
μm Ni plating, thickness 3 μm Au plating, thickness 2.
A metal member on which Sn plating of 5 μm and Au plating of 0.5 μm thickness are formed and a metal member on which Ni plating of 0.3 μm thickness and Au plating of 0.5 μm thickness are formed are laminated to form N 2 It is a figure which shows the lamination joining method which heat-pressurizes in gas and joins.

【0029】401a及び401bは、母材(被接合部
材)となるべき厚さ50μmのSUS304板、402
a及び402bは厚さ0.3μmのNiめっき(下地め
っき)、403aは厚さ2.5μmのAuめっき、40
4aは厚さ3μmのSnめっき、405a及び405b
は厚さ0.5μmのAuめっき、406aはAuとSn
とが共晶反応して生成したAu−Sn合金融液、406
bは凝固したAu−Sn合金、407aはAu−Sn合
金融液406とNiめっき402aとが反応して生成し
たNi−Au−Sn金属間化合物、407bはAu−S
n合金融液406とNiめっき402bとが反応して生
成したNi−Au−Sn金属間化合物である。
Numerals 401a and 401b are SUS304 plates having a thickness of 50 μm to serve as a base material (members to be joined), 402
a and 402b are 0.3 μm thick Ni plating (base plating), 403a are 2.5 μm thick Au plating, 40
4a is Sn plating with a thickness of 3 μm, 405a and 405b
Is 0.5 μm thick Au plating, 406a is Au and Sn
Au-Sn combined financial liquid produced by eutectic reaction with and 406
b is a solidified Au-Sn alloy, 407a is a Ni-Au-Sn intermetallic compound produced by the reaction of the Au-Sn synthetic financial liquid 406 and the Ni plating 402a, and 407b is Au-S.
It is a Ni-Au-Sn intermetallic compound produced by the reaction of the n-financing liquid 406 and the Ni plating 402b.

【0030】次に接合プロセスについて説明する。Next, the joining process will be described.

【0031】本例も第1実施例同様の接合条件、す
なわち、Niめっきを除いたAuめっき403a、40
5a、405bとSnめっき404aとの系での組成
を、積層されるめっき組合せ全体でSnが20mass
%を超え40mass%未満とし、また、各めっき40
2a〜405a、402b、405bは、めっき皮膜内
に0℃、1気圧換算でめっき体積の1/2倍以上の水素
及び水の少なくとも一つを含む湿式めっきを用いてい
る。
Also in this example, the bonding conditions are the same as those in the first example, that is, the Au platings 403a and 403 excluding the Ni plating are used.
5a, 405b and Sn plating 404a, the composition of Sn is 20 mass in the whole plating combination to be laminated.
% And less than 40 mass%, and each plating 40
2a to 405a, 402b, and 405b use wet plating in which at least one of hydrogen and water, which is 1/2 times or more the plating volume in terms of 1 atm at 0 ° C., is used in the plating film.

【0032】上記接合条件の下で、 (1)上述のめっきを施した被接合部材同士(SUS3
04板401a及び401b)を対向させて置き、雰囲
気をN2ガスにて置換する〔図4(a)〕。 (2)これらの被接合金属部材同士を、わずかに加圧し
つつ360℃に加熱する。Au及びSnが共晶反応を生
じて溶解する。この場合、図1にて説明した実施例の場
合とは異なり、母材401b側のAuめっき405b
は、母材401a上のSnと反応して初めて溶融する。
したがって、わずかの時間差ではあるが、母材401a
上のめっき403a、404a及び405aがまず溶融
してAu−Sn融液を形成し、その中にAuめっき40
5bが溶解することになる〔図4(b)〕。
Under the above-mentioned joining conditions, (1) the members to be joined that have been plated as described above (SUS3
04 plates 401a and 401b) are placed facing each other, and the atmosphere is replaced with N 2 gas [FIG. 4 (a)]. (2) The metal members to be joined are heated to 360 ° C. while slightly applying pressure. Au and Sn cause a eutectic reaction and dissolve. In this case, unlike the case of the embodiment described with reference to FIG. 1, Au plating 405b on the base material 401b side.
Melts only after reacting with Sn on the base material 401a.
Therefore, although there is a slight time difference, the base material 401a
The upper platings 403a, 404a and 405a are first melted to form an Au-Sn melt, in which the Au plating 40
5b will dissolve [FIG.4 (b)].

【0033】各めっき皮膜はH2ガス及び水分を多量に
含んでおり、加熱によりこれらのガスが放出される。放
出されたガスは泡となってAu−Sn融液406a中か
ら雰囲気内へ放出される。この際ガスの泡408がAu
−Sn融液406aを攪拌し、Au−Sn融液406a
中に残留している汚染物層409を分断破壊するので、
Au−Sn融液406aは完全に一体化する。
Each plating film contains a large amount of H 2 gas and water, and these gases are released by heating. The released gas becomes bubbles and is released from the Au-Sn melt 406a into the atmosphere. At this time, gas bubbles 408 are Au.
-Sn melt 406a is stirred, and Au-Sn melt 406a is stirred.
Since the contaminant layer 409 remaining therein is divided and destroyed,
The Au-Sn melt 406a is completely integrated.

【0034】Au−Sn融液406aとNiめっき40
2a及び402bとの界面には両者の反応生成物である
Ni−Au−Sn金属間化合物407a及び407bが
形成される。この金属間化合物は強度が低く、接合強度
の低下をもたらすが、さらに加熱を続けるとNiめっき
402a、402b、Ni−Au−Sn金属間化合物4
07a及び407bはAu−Sn融液406a中に完全
に溶解し、Au−Sn融液406aとSUS304板4
01a及び401bとが直接接触する。次に冷却すれば
Niをわずかに含むAu−Sn合金406bとなり、こ
れによってSUS304板401a及び401bが強固
に接合される〔図4(c)〕。
Au-Sn melt 406a and Ni plating 40
Ni-Au-Sn intermetallic compounds 407a and 407b, which are reaction products of both, are formed at the interfaces with 2a and 402b. This intermetallic compound has low strength and causes a decrease in bonding strength, but if the heating is further continued, Ni plating 402a, 402b, Ni-Au-Sn intermetallic compound 4 will be obtained.
07a and 407b are completely dissolved in the Au-Sn melt 406a, and the Au-Sn melt 406a and the SUS304 plate 4
01a and 401b are in direct contact. Then, when cooled, the Au—Sn alloy 406b containing a small amount of Ni is formed, and the SUS304 plates 401a and 401b are firmly bonded to each other [FIG. 4 (c)].

【0035】接合初期のAu−Sn融液406aが共晶
組成である場合には、前述の通りSnとNiとの反応に
よりAu−Sn融液406a中のSn濃度が低下して融
点が上昇することにより、Au−Sn融液406aは等
温凝固する。いったん凝固してしまうとNiのAu−S
n合金中への溶解速度が極端に減少し、Niめっき40
2a及び402bを完全にAu−Sn合金中へ溶解させ
るには極めて長時間を要することになる。したがってN
iめっき402a及び402bが完全に溶解するまでA
u−Sn合金を溶融させ続けるには、初期のAu−Sn
融液406aのSn濃度をNiとの反応を考慮して20
mass%を越えて30mass%以下とするのがよ
く、望ましくは22mass%から29mass%、さ
らに望ましくは24mass%から28mass%とす
るのがよい。本実施例の場合は初期のAu−Sn融液4
06aのSn濃度は、めっき皮膜403a、404a及
び405aにAuめっき405bの量を加味して算出す
る必要がある。
When the Au—Sn melt 406a at the initial stage of joining has a eutectic composition, the Sn concentration in the Au—Sn melt 406a decreases and the melting point rises due to the reaction between Sn and Ni as described above. As a result, the Au-Sn melt 406a is isothermally solidified. Once solidified, Ni Au-S
The dissolution rate into the n-alloy is extremely reduced, and Ni plating 40
It takes an extremely long time to completely dissolve 2a and 402b in the Au—Sn alloy. Therefore N
A until i platings 402a and 402b are completely dissolved
To continue melting the u-Sn alloy, the initial Au-Sn
The Sn concentration of the melt 406a is set to 20 in consideration of the reaction with Ni.
The content is preferably more than 30 mass% and 30 mass% or less, preferably 22 mass% to 29 mass%, and more preferably 24 mass% to 28 mass%. In the case of this embodiment, the initial Au-Sn melt 4 was used.
The Sn concentration of 06a needs to be calculated by adding the amount of Au plating 405b to the plating films 403a, 404a, and 405a.

【0036】本実施例によれば、第1実施例同様の効果
を奏することができる。
According to this embodiment, the same effect as the first embodiment can be obtained.

【0037】〔実施例3〕本発明の第3実施例を図5及
び図6を用いて説明する。
[Third Embodiment] A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

【0038】本実施例は、上記各実施例と異なり、被接
合部材同士をAu−Snろう付け用インサート材を介し
て接合する一例であり、図5にそのインサート材の縦断
面図を、図6にその接合プロセスを示す。
This embodiment is different from the above-mentioned embodiments and is an example of joining members to be joined together via an Au-Sn brazing insert material. FIG. 5 is a vertical sectional view of the insert material. 6 shows the joining process.

【0039】501は穴のない厚さの一様なSUS30
4板(インサート材)、502はインサート材501の
両面に形成されたろう付けのめっき層で、例えば、ろう
付け層502は、インサート材側から順にSUS304
板上に形成された厚さ0.3μmのNiめっき、厚さ3
μmのAuめっき、厚さ3μmのSnめっき、厚さ0.
5μmのAuめっきの4層からなるろう材層である。
501 is a SUS30 having a uniform thickness without holes.
4 plates (insert material), 502 is a brazing plating layer formed on both sides of the insert material 501, for example, the brazing layer 502 is SUS304 in order from the insert material side.
0.3 μm thick Ni plating formed on the plate, thickness 3
.mu.m Au plating, thickness 3 .mu.m Sn plating, thickness 0.
It is a brazing material layer consisting of four layers of 5 μm Au plating.

【0040】本実施例はAu−Snろう付け用インサー
ト材の最も基本的な実施例である。本実施例は微小部分
のろう付けに適している。穴のない厚さの一様なSUS
304板501を用いることにより、SUS304板上
に形成された各めっき層の厚さを均一にすることが容易
であり、仕上がり寸法精度の高い接合を行うことが可能
である。
The present embodiment is the most basic embodiment of the Au-Sn brazing insert material. This embodiment is suitable for brazing a minute portion. Uniform SUS with no hole thickness
By using the 304 plate 501, it is easy to make the thickness of each plating layer formed on the SUS 304 plate uniform, and it is possible to perform bonding with high finished dimensional accuracy.

【0041】図6により本実施例の接合プロセスを説明
する。
The joining process of this embodiment will be described with reference to FIG.

【0042】503及び504はSUS304製の微小
な被接合部材で、この被接合部材(母材)503、50
4の接合面となるべき面には、厚さ0.3μmのNiめ
っき(下地めっき)505及び厚さ0.5μmのAuめ
っき506が形成してある。
Reference numerals 503 and 504 denote minute joined members made of SUS304. These joined members (base materials) 503, 50.
On the surface to be the bonding surface of No. 4, Ni plating (base plating) 505 having a thickness of 0.3 μm and Au plating 506 having a thickness of 0.5 μm are formed.

【0043】接合条件としては、本実施例においても、
上記めっき層のうち、少なくとも1種類のめっき皮膜内
に0℃、1気圧換算でめっき体積の1/2以上の水素あ
るいは水を含ませている。
As the bonding conditions, the present embodiment also uses
At least one kind of plating film of the above-mentioned plating layer contains hydrogen or water at ½ of the plating volume in terms of 0 ° C. and 1 atm.

【0044】接合プロセスは次のとおりである。 (1)まず被接合部材503及び504の間に、図5に
て詳細を示したろう材層502付きSUS304板50
1からなるAu−Snろう付け用インサート材を挿入す
る〔図6(a)〕。 (2)次に被接合部材503、504とインサート材と
の接合面を密着させ、N2雰囲気中で360℃に加熱す
る。ろう材層502とNiめっき505及びAuめっき
506が共晶反応を生じて溶融し、Ni含有比率が小さ
いAu−Sn−Ni合金融液507aを形成する。この
過程で、ろう材層502からのアウトガスにより、Au
−Sn−Ni合金融液507a中に気泡508が形成さ
れるが、接合部が微小であるので大部分の気泡を加熱中
に接合部外に放出させることが可能である〔図6
(b)〕。接合部を冷却することによりAu−Sn−N
i合金融液は符号507bに示すように凝固し、被接合
部材503及び504は、Au−Sn−Ni合金507
bにより強固に接合される〔図6(c)〕。SUS30
4板501の寸法としては、幅5mm以下、望ましくは
3mm以下、さらに望ましくは2mm以下とすることが
必要である。接合部の幅が大きい場合は、気泡508を
接合部外に放出させることが困難となり、結果として大
きな気泡が接合部に残留し、接合強度を極端に低下させ
るので、接合部の大きさに応じて本実施例を適用する必
要がある。厚さは用途に合わせて任意に選択できる。典
型的な例としては厚さ50μmである。
The joining process is as follows. (1) First, between the members to be joined 503 and 504, the SUS304 plate 50 with the brazing material layer 502 shown in detail in FIG.
The Au-Sn brazing insert material No. 1 is inserted [Fig. 6 (a)]. (2) Next, the joint surfaces of the members 503 and 504 to be joined and the insert material are brought into close contact with each other and heated to 360 ° C. in an N 2 atmosphere. The brazing material layer 502, the Ni plating 505, and the Au plating 506 cause a eutectic reaction to melt and form an Au-Sn-Ni combined financial solution 507a having a small Ni content ratio. During this process, Au gas generated by the brazing material layer 502 causes Au
Bubbles 508 are formed in the -Sn-Ni combined financial liquid 507a, but since the joint is minute, most of the bubbles can be released outside the joint during heating [Fig. 6].
(B)]. By cooling the joint, Au-Sn-N
The i combined financial liquid is solidified as indicated by reference numeral 507b, and the members to be joined 503 and 504 are made of Au—Sn—Ni alloy 507.
It is firmly joined by b (FIG. 6 (c)). SUS30
The size of the 4 plate 501 needs to be 5 mm or less, preferably 3 mm or less, and more preferably 2 mm or less. When the width of the joint is large, it becomes difficult to discharge the bubbles 508 to the outside of the joint, and as a result, large bubbles remain in the joint and extremely reduce the joint strength. It is necessary to apply this embodiment. The thickness can be arbitrarily selected according to the application. A typical example is a thickness of 50 μm.

【0045】本実施例によれば、第1、第2実施例と同
様の効果を奏するほかに、接合用のめっき層の大部分を
インサート材側に形成することで、被接合部材の適用対
象を広げることができる。
According to this embodiment, in addition to the effects similar to those of the first and second embodiments, most of the plating layer for joining is formed on the insert material side, so that the members to be joined can be applied. Can be extended.

【0046】〔実施例4〕本発明の第4実施例を図7及
び図8を用いて説明する。
[Fourth Embodiment] A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

【0047】図7は本実施例に係るAu−Snろう付け
用インサート材の断面図であり、図中、701は、ガス
溜め穴(貫通穴)702を多数あけた厚さの一様なSU
S304板(インサート材)で、このインサート材70
1の表面にろう材層502が形成してある。ろう材層5
02は、インサート材の母材(SUS304板)701
側から順に積層された厚さ0.3μmのNiめっき(下
地めっき)、厚さ3μmのAuめっき、厚さ3μmのS
nめっき、厚さ0.5μmのAuめっきの4層からな
る。
FIG. 7 is a sectional view of an Au-Sn brazing insert material according to this embodiment. In the figure, 701 is a SU having a uniform thickness in which a large number of gas reservoir holes (through holes) 702 are formed.
S304 plate (insert material), this insert material 70
A brazing material layer 502 is formed on the surface of No. 1. Brazing material layer 5
02 is a base material (SUS304 plate) 701 of insert material
0.3 μm thick Ni plating (undercoating), 3 μm thick Au plating, and 3 μm thick S stacked in order from the side
It consists of four layers of n plating and Au plating with a thickness of 0.5 μm.

【0048】本実施例においても、上記めっき層のう
ち、少なくとも1種類のめっき皮膜内に0℃、1気圧換
算でめっき体積の1/2以上の水素あるいは水を含ませ
ている。
Also in the present embodiment, at least one kind of plating film among the above-mentioned plating layers contains hydrogen or water at ½ of the plating volume at 0 ° C. and 1 atm.

【0049】図8により本実施例の接合プロセスを説明
する。
The joining process of this embodiment will be described with reference to FIG.

【0050】図8は、本実施例におけるAu−Snろう
付け用インサート材を用いて2つの部材を接合する方法
を示し、図中、803及び804は、SUS304製の
被接合部材、805は厚さ0.3μmのNiめっき、8
06は厚さ0.5μmのAuめっき、807aは接合プ
ロセス途中のAu−Sn−Ni合金融液、807bは凝
固したAu−Sn−Ni合金、808は気泡である。
FIG. 8 shows a method of joining two members using the Au-Sn brazing insert material in this embodiment. In the figure, 803 and 804 are members to be joined made of SUS304, and 805 is a thick member. 0.3 μm Ni plating, 8
Reference numeral 06 is Au plating with a thickness of 0.5 μm, 807a is an Au—Sn—Ni financial solution in the middle of the joining process, 807b is a solidified Au—Sn—Ni alloy, and 808 is a bubble.

【0051】接合プロセスは次のとおりである。 (1)まず被接合部材803及び804の間に図7にて
詳細を示したAu−Snろう付け用インサート材701
を挿入する〔図8(a)〕。 (2)次に接合面を密着させ、N2雰囲気中で360℃
に加熱する。ろう材層502とNiめっき805及びA
uめっき806が共晶反応を生じて溶融し、Au−Sn
−Ni合金融液807aを形成する〔図8(b)〕。こ
の際、ろう材層502からのアウトガスによりAu−S
n−Ni合金融液807a中に気泡808が形成され
る。これらの気泡808のうち、接合部外周に近いもの
は、そのまま接合部外に放出されるが、接合部外周から
離れているものはインサート材(SUS304板)70
1に設けられたガス溜め穴702に捕捉されることによ
り、Au−Sn−Ni合金融液外に放出される。この作
用により、被接合部材が微小でなくとも、接合部から気
泡808を除去することが可能である。接合部を冷却す
ることにより、符号の807bに示すようにAu−Sn
−Ni合金融液は凝固し〔図8(c)〕、被接合部材8
03及び804はAu−Sn−Ni合金807bにより
強固に接合される。
The bonding process is as follows. (1) First, the Au-Sn brazing insert material 701 shown in detail in FIG. 7 between the members to be joined 803 and 804.
Is inserted [FIG. 8 (a)]. (2) Next, the bonding surfaces are brought into close contact with each other, and the temperature is 360 ° C. in N 2 atmosphere
Heat to. Brazing material layer 502 and Ni plating 805 and A
The u plating 806 causes a eutectic reaction and melts, and Au-Sn
-Ni alloy financial liquid 807a is formed [FIG.8 (b)]. At this time, Au-S is generated by the outgas from the brazing material layer 502.
Bubbles 808 are formed in the n-Ni alloy financial liquid 807a. Of these bubbles 808, those close to the outer periphery of the joint are discharged as they are, but those close to the outer periphery of the joint are the insert material (SUS304 plate) 70.
By being captured in the gas reservoir hole 702 provided in No. 1, it is released to the outside of the Au—Sn—Ni alloy financial liquid. By this action, it is possible to remove the bubbles 808 from the joint portion even if the joined members are not minute. By cooling the joint, Au-Sn as indicated by reference numeral 807b.
The —Ni composite financial liquid is solidified [FIG.
03 and 804 are strongly joined by the Au-Sn-Ni alloy 807b.

【0052】図9を用いて上記第4実施例に適用するS
US304板にあけられた穴の寸法及び配置の例を説明
する。901はAu−Snろう付け用インサート材、9
02、903、904はガス溜め用の穴である。
S applied to the fourth embodiment described above with reference to FIG.
An example of the size and arrangement of the holes formed in the US304 plate will be described. 901 is an insert material for Au-Sn brazing, 9
Reference numerals 02, 903 and 904 are holes for storing gas.

【0053】図9(a)に示す例では穴902は円形、
(b)に示す実施例では穴903は矩形、(c)に示す
実施例では穴904は不定形である。これらに示すごと
く、穴は任意の形状とすることができる。これらの穴の
直径はAu−Snろう付け用インサート材901の厚さ
の1/2倍以上、望ましくは1倍以上、さらに望ましく
は2倍以上、さらに望ましくは3倍以上とする。また穴
のピッチは、直径5mm以下、望ましくは3mm以下、
さらに望ましくは2mm以下の円内に1個以上の穴が位
置する値とする。このように穴を配置することにより、
ろう材層502から生じたガスによる気泡を有効に捕捉
することができ、強固な接合部を得ることができる。
In the example shown in FIG. 9A, the hole 902 is circular,
In the embodiment shown in (b), the hole 903 has a rectangular shape, and in the embodiment shown in (c), the hole 904 has an irregular shape. As shown therein, the holes can be of any shape. The diameter of these holes is 1/2 times or more, preferably 1 time or more, more preferably 2 times or more, further preferably 3 times or more the thickness of the Au-Sn brazing insert material 901. The hole pitch is 5 mm or less, preferably 3 mm or less,
More preferably, the value is such that one or more holes are located within a circle of 2 mm or less. By arranging the holes in this way,
Bubbles due to the gas generated from the brazing material layer 502 can be effectively captured, and a strong joint can be obtained.

【0054】〔実施例5〕本発明の第5実施例を図10
及び図11を用いて説明する。
[Fifth Embodiment] FIG. 10 shows a fifth embodiment of the present invention.
And FIG. 11 will be described.

【0055】図10は本実施例に係るAu−Snろう付
け用インサート材の断面図で、図中、1001は穴のな
い厚さの一様なSUS304板(インサート材)、11
02は、インサート材1001上に部分的に形成された
ろう材層で、ろう材層1102は、母材1001側から
順に厚さ0.3μmのNiめっき、厚さ3μmのAuめ
っき、厚さ3μmのSnめっき、厚さ0.5μmのAu
めっきの4層からなり、部分的に形成されたろう材層1
102が多数、間隔1109を置いて縞状或いは格子状
に形成されている。
FIG. 10 is a sectional view of an Au-Sn brazing insert material according to the present embodiment. In the figure, 1001 is a SUS304 plate (insert material) having a uniform thickness without holes, 11
Reference numeral 02 denotes a brazing material layer partially formed on the insert material 1001. The brazing material layer 1102 has a Ni plating with a thickness of 0.3 μm, an Au plating with a thickness of 3 μm, and a thickness of 3 μm in this order from the base metal 1001 side. Sn plating, Au 0.5 μm thick
Partially formed brazing material layer 1 consisting of four layers of plating
A large number of 102 are formed in a striped pattern or a grid pattern at intervals 1109.

【0056】本実施例においても、少なくとも1種類の
めっき皮膜内に0℃、1気圧換算でめっき体積の1/2
倍以上の水素あるいは水を含ませている。
Also in this embodiment, at least one kind of plating film has a volume of 1/2 of the plating volume at 0 ° C. and 1 atm.
Contains more than double the amount of hydrogen or water.

【0057】図11により、本実施例におけるAu−S
nろう付け用インサート材を用いて2つの部材を接合す
るプロセスを説明する。
Referring to FIG. 11, the Au-S in this embodiment is
A process of joining two members using an n-brazing insert material will be described.

【0058】図11において、1103及び1104
は、SUS304製の被接合部材、1105は部分的に
施された厚さ0.3μmのNiめっき、1106はNi
めっき1105上に形成された厚さ0.5μmのAuめ
っき、1107aはAu−Sn−Ni合金融液、110
7bは凝固したAu−Sn−Ni合金、1108は気泡
である。
In FIG. 11, 1103 and 1104
Is a joined member made of SUS304, 1105 is Ni plating with a thickness of 0.3 μm partially applied, 1106 is Ni
Au plating with a thickness of 0.5 μm formed on the plating 1105, 1107a is Au—Sn—Ni compound financial liquid, 110
7b is a solidified Au-Sn-Ni alloy, and 1108 is a bubble.

【0059】接合プロセスは次のとおりである。 (1)まず被接合部材1103及び1104の間に、図
10にて詳細を示したAu−Snろう付け用インサート
材を挿入する〔図11(a)〕。 (2)次に接合面を密着させ、N2雰囲気中で360℃
に加熱する。ろう材層1102とNiめっき1105及
びAuめっき1106が反応を生じて溶融し、Au−S
n−Ni合金融液1107aを形成する〔図11
(b)〕。この際、ろう材層1102からのアウトガス
によりAu−Sn−Ni合金融液1107a中に気泡1
108が形成される。これらの気泡1108は、周囲の
ろう材層502が形成されていない部分(間隙)110
9を通じて接合部外に放出される。この効果により被接
合部材が微小でなくとも、接合部から気泡1108を除
去することが可能である。
The joining process is as follows. (1) First, the Au-Sn brazing insert material shown in FIG. 10 is inserted between the members to be joined 1103 and 1104 [FIG. 11 (a)]. (2) Next, the bonding surfaces are brought into close contact with each other, and the temperature is 360 ° C. in N 2 atmosphere
Heat to. The brazing material layer 1102 reacts with the Ni plating 1105 and the Au plating 1106 to melt, and Au—S
Form n-Ni combined financial liquid 1107a [FIG.
(B)]. At this time, bubbles 1 are generated in the Au—Sn—Ni composite financial liquid 1107a due to the outgas from the brazing material layer 1102.
108 is formed. These bubbles 1108 are portions (gap) 110 around which the brazing material layer 502 is not formed.
It is discharged to the outside of the joint through 9. Due to this effect, the bubbles 1108 can be removed from the joint portion even if the joined members are not minute.

【0060】次に接合部を冷却することにより、Au−
Sn−Ni合金融液は符号1107bに示すように凝固
し、被接合部材1103及び1104はAu−Sn−N
i合金1107bにより強固に接合される。
Next, by cooling the joint, Au--
The Sn-Ni synthetic financial liquid is solidified as indicated by reference numeral 1107b, and the members 1103 and 1104 to be joined are made of Au-Sn-N.
It is firmly joined by the i alloy 1107b.

【0061】SUS304製の被接合材1103および
1104は、Au−Sn−Ni合金融液1107aにぬ
れないので、Au−Sn−Ni合金融液1107aは部
分的に施されたNiめっき1105の外部に広がること
はない。したがってAu−Sn−Ni合金融液1107
aがぬれなかった部分には空間1109が確保される。
この空間部分は流体を導く流路として利用することがで
きる。
Since the materials to be joined 1103 and 1104 made of SUS304 do not get wet with the Au-Sn-Ni combined financial solution 1107a, the Au-Sn-Ni combined financial solution 1107a is applied to the outside of the Ni plating 1105 partially applied. It does not spread. Therefore, Au-Sn-Ni combined financial liquid 1107
A space 1109 is secured in the portion where a is not wet.
This space can be used as a flow path for guiding the fluid.

【0062】さらにSUS304製の被接合材1103
および1104を、電気回路が形成された基板あるいは
電子デバイスとすることにより、凝固したAu−Sn−
Ni合金1107bを電極兼電子デバイス固定用構造材
料として用いることが可能である。
Further, a material to be joined 1103 made of SUS304
And 1104 are solidified Au-Sn-by forming a substrate or an electronic device on which an electric circuit is formed.
The Ni alloy 1107b can be used as a structural material for fixing an electrode and an electronic device.

【0063】〔実施例6〕本発明の第6実施例を図1
2、図13及び図14を用いて説明する。本実施例は、
上記各実施例の接合方式の一例として、インクジェット
プリンタへの適用例を示すものである。
[Embodiment 6] A sixth embodiment of the present invention is shown in FIG.
2, and FIG. 13 and FIG. In this embodiment,
As an example of the joining method of each of the above-described embodiments, an application example to an inkjet printer is shown.

【0064】図12は本実施例のインクジェットプリン
タの断面である。1201は筐体、1202はメモリー
カード、1203は制御基板、1204は紙送りベル
ト、1205は用紙、1206は用紙受け、1207は
プリントヘッド、1208はインクローダ、1209は
インクカセット、1210は用紙カセット、1211は
ヘッド送りモータ、1212は用紙ピックアップロー
ラ、1213はヘッドキャリッジ、1214は紙送りモ
ータ、1215は電源、1216は液体インク、121
7は固体インク、1218はインク溶融用のヒータ、1
219は印字ノズルである。
FIG. 12 is a cross section of the ink jet printer of this embodiment. Reference numeral 1201 is a housing, 1202 is a memory card, 1203 is a control board, 1204 is a paper feed belt, 1205 is paper, 1206 is paper receiver, 1207 is a print head, 1208 is an ink loader, 1209 is an ink cassette, 1210 is a paper cassette, 1211 is a head feed motor, 1212 is a paper pickup roller, 1213 is a head carriage, 1214 is a paper feed motor, 1215 is a power supply, 1216 is liquid ink, 121
7 is solid ink, 1218 is a heater for melting ink, 1
Reference numeral 219 is a print nozzle.

【0065】ここで、本例のインクジェットプリンタの
動作を説明する。
The operation of the ink jet printer of this example will be described.

【0066】まず用紙カセット1210に用紙1205
をセットする。用紙は200枚までセット可能である。
図示しないコンピュータより印字信号が送られると、印
字信号はメモリーカード1202内に一時的に記憶さ
れ、制御基板に実装されたマイクロコンピュータにより
印刷イメージに展開される。印刷イメージができあがる
と、用紙1205は用紙ピックアップローラ1212に
よりピックアップされ、印刷所定位置まで紙送りモータ
1214及び紙送りベルト1204により送られる。つ
いで用紙1205の位置を紙送りベルト1204で制御
し、ヘッドキャリッジ1213を介してヘッド送りモー
タ1211にてプリントヘッドの位置を制御しつつ、プ
リントヘッド1207の先端に取り付けられた印字ノズ
ルよりインクを噴射して印字を行う。プリントヘッド内
のインクの量がある一定量以下となると、インクローダ
により自動的にインクカセット1209内に蓄えられて
いる固体インク1217が供給される。固体インク12
17はプリントヘッド内のヒータ1218により供給さ
れる熱により溶融し、液体インク1216となる。上述
の全ての動作は制御基板1203により制御される。ま
た印字動作に必要な全ての電力は電源1215により供
給される。
First, the sheet 1205 is placed in the sheet cassette 1210.
Set. Up to 200 sheets can be set.
When a print signal is sent from a computer (not shown), the print signal is temporarily stored in the memory card 1202 and developed into a print image by the microcomputer mounted on the control board. When the print image is completed, the paper 1205 is picked up by the paper pick-up roller 1212 and is fed to a predetermined printing position by the paper feed motor 1214 and the paper feed belt 1204. Next, the position of the paper 1205 is controlled by the paper feed belt 1204, the position of the print head is controlled by the head feed motor 1211 via the head carriage 1213, and ink is ejected from the print nozzle attached to the tip of the print head 1207. And print. When the amount of ink in the print head becomes a certain amount or less, the ink loader automatically supplies the solid ink 1217 stored in the ink cassette 1209. Solid ink 12
17 is melted by the heat supplied by the heater 1218 in the print head to become liquid ink 1216. All the operations described above are controlled by the control board 1203. Further, the power source 1215 supplies all the electric power necessary for the printing operation.

【0067】図13により印字ノズル1219の詳細を
示す。
FIG. 13 shows details of the print nozzle 1219.

【0068】このうち、1310は厚さ0.3μmのN
iめっき及び厚さ0.5μmのAuめっきが施されたア
ルミニウム製ハウジングホルダであり、このアルミニウ
ム製ハウジングホルダ1310には、インク流路131
1及び1312、PZTアクチュエータ1313が配設
されている。
Of these, 1310 is N having a thickness of 0.3 μm.
The aluminum housing holder 1310 is i-plated and Au-plated with a thickness of 0.5 μm.
1 and 1312, and a PZT actuator 1313 are provided.

【0069】1320はインサート材となるSUS30
4製ボンディングプレートで、このボンディングプレー
ト1320は、母材側から順に厚さ0.3μmのNiめ
っき、厚さ2.5μmのAuめっき、厚さ3μmのSn
めっき、厚さ0.5μmのAuめっきの4層よりなるろ
う材層が形成されている。
1320 is SUS30 as an insert material
The bonding plate 1320 is made of four layers, and the bonding plate 1320 includes a Ni plating layer having a thickness of 0.3 μm, an Au plating layer having a thickness of 2.5 μm, and a Sn plating layer having a thickness of 3 μm in order from the base material side.
A brazing material layer composed of four layers of plating and Au plating having a thickness of 0.5 μm is formed.

【0070】このボンディングプレート1320には、
PZTアクチュエータ用穴1322が設けてある。
This bonding plate 1320 has
A PZT actuator hole 1322 is provided.

【0071】1330はNi合金製ダイアフレームフィ
ルタープレートで、このダイアフレームフィルタープレ
ート1330の表面には、厚さ0.3μmのNiめっき
及び厚さ0.5μmのAuめっきが施されている。
Reference numeral 1330 is a Ni alloy diaframe filter plate. The surface of the diaframe filter plate 1330 is plated with Ni having a thickness of 0.3 μm and Au plating having a thickness of 0.5 μm.

【0072】また、ダイアフレームフィルタープレート
1330には、フィルターメッシュ1331が形成され
ている。
A filter mesh 1331 is formed on the diaframe filter plate 1330.

【0073】1340はSUS304製リストリクター
プレートで、その表面には、厚さ0.3μmのNiめっ
き、厚さ2.5μmのAuめっき、厚さ3μmのSnめ
っき、厚さ0.5μmのAuめっきよりなるろう材層が
施されている。
Numeral 1340 is a SUS304 restrictor plate, the surface of which has a thickness of 0.3 μm Ni plating, a thickness of 2.5 μm Au plating, a thickness of 3 μm Sn plating, and a thickness of 0.5 μm Au plating. A brazing filler metal layer is applied.

【0074】リストリクタープレート1340には、リ
ストリクター1341が設けてある。
A restrictor 1341 is provided on the restrictor plate 1340.

【0075】1350はNi合金製オリフィスプレート
で、その表面には、厚さ0.3μmのNiめっき及び厚
さ0.5μmAuめっきが施されている。オリフィスプ
レート1350には、オリフィス1351が配設されて
いる。
Reference numeral 1350 is a Ni alloy orifice plate, the surface of which is plated with Ni having a thickness of 0.3 μm and Au plating having a thickness of 0.5 μm. An orifice 1351 is arranged in the orifice plate 1350.

【0076】1360はインク通過経路、1370はイ
ンク、1314、1323、1332、1342及び1
352は組み立て時の位置決め穴、1315、132
4、1333、1343及び1353はプリントヘッド
への取り付け用ボルトの通し穴、1325及び1344
は直径0.15mmの穴である。
Reference numeral 1360 denotes an ink passage path, 1370 denotes ink, 1314, 1323, 1332, 1342 and 1.
352 is a positioning hole at the time of assembly, 1315, 132
4, 1333, 1343 and 1353 are through holes for mounting bolts to the print head, 1325 and 1344.
Is a hole having a diameter of 0.15 mm.

【0077】これらを位置決め穴と位置決めピンを用い
て、図14に示すように、アルミニウム製ハウジングホ
ルダ1310、ボンディングプレート1320、ダイア
フレームフィルタプレート1330、リストリクタープ
レート1340、オリフィスプレート1350を位置決
めして重ね合わせ、N2雰囲気中で60秒間、360℃
の加熱及び120kgfの加圧を行い接合する。
Using these positioning holes and positioning pins, as shown in FIG. 14, an aluminum housing holder 1310, a bonding plate 1320, a diaframe filter plate 1330, a restrictor plate 1340 and an orifice plate 1350 are positioned and overlapped. Together, in an N 2 atmosphere for 60 seconds at 360 ° C
And the pressure of 120 kgf are applied to join.

【0078】ボンディングプレート1320及びリスト
リクタープレート1340には、接合時にAu−Sn合
金から放出されるガスを逃がす穴1325及び1344
が一面に開けられており、各部品を強固に接合すること
ができる。
The bonding plate 1320 and the restrictor plate 1340 have holes 1325 and 1344 through which the gas released from the Au--Sn alloy at the time of bonding escapes.
Since it is opened on one side, each part can be firmly joined.

【0079】接合されたノズル内には微細なインク流路
が形成される。プリントヘッドから供給されたインクは
インク流路1311に流入し、インク通過経路1360
に沿ってボンディングプレート3120を通過し、ダイ
アフレームフィルタープレート1330に形成されたフ
ィルターメッシュ1331にて異物をろ過し、リストリ
クタープレート1340に形成されたリストリクター1
341に流入する。次にPZTアクチュエータ1313
がボンディングプレート1320に形成されたPZTア
クチュエータ用穴を通してダイアフレームフィルタープ
レート1330を変位させることによりリストリクター
部に蓄えられたインク1370に圧力を加える。インク
1370はその反動でオリフィスプレートに形成された
オリフィス1351から勢いよく噴出し、印字にあずか
る。
Fine ink flow paths are formed in the joined nozzles. The ink supplied from the print head flows into the ink flow path 1311, and the ink passage path 1360.
Of the restrictor 1 formed on the restrictor plate 1340 by filtering the foreign matters through the filter mesh 1331 formed on the diaframe filter plate 1330 after passing through the bonding plate 3120.
341. Next, the PZT actuator 1313
Applies pressure to the ink 1370 stored in the restrictor portion by displacing the diaframe filter plate 1330 through the PZT actuator hole formed in the bonding plate 1320. The ink 1370 is vigorously ejected from the orifice 1351 formed on the orifice plate by the reaction, and participates in printing.

【0080】図14を用いて印字ノズル1219の接合
部構造を説明する。1410は、厚さ0.3μmのNi
めっき及び0.5μmAuめっきからなるめっき層、1
420は、厚さ0.3μmのNiめっき、厚さ2.5μ
mのAuめっき、厚さ3μmSnめっき及び厚さ0.5
μmのAuめっきからなるろう材層、1421はガス溜
め、1430はAu−Sn−Ni合金からなるろう材、
1450はエポキシ接着剤である。
The joint structure of the print nozzle 1219 will be described with reference to FIG. 1410 is Ni having a thickness of 0.3 μm.
Plating layer consisting of plating and 0.5 μm Au plating, 1
420 is Ni plating of thickness 0.3 μm, thickness 2.5 μ
m Au plating, thickness 3 μm Sn plating and thickness 0.5
a brazing filler metal layer made of Au plating of 14 μm, a gas reservoir 1421, a brazing filler metal 1430 made of an Au—Sn—Ni alloy,
1450 is an epoxy adhesive.

【0081】接合プロセスは次のとおりである。まず被
接合部材1310、1320、1330、1340及び
1350を重ね合せる。次に接合面を密着させ、N2
囲気中で360℃に加熱する。ろう材層1420とめっ
き層1410が反応を生じて溶融し、Au−Sn−Ni
合金融液を形成する。この際、ろう材層1420からの
アウトガスによりAu−Sn−Ni合金融液中に気泡が
形成されるが、これらの気泡は周囲のガス溜め1421
に吸収され、接合部から除去される。接合部を冷却する
ことによりAu−Sn−Ni合金融液は凝固して固相の
ろう材1430となり、各部材は強固に接合される。次
にPZT1440をエポキシ接着剤1450を用いてダ
イアフレームプレート1330に接着する。
The joining process is as follows. First, the members to be joined 1310, 1320, 1330, 1340 and 1350 are superposed. Next, the joint surfaces are brought into close contact with each other and heated to 360 ° C. in an N 2 atmosphere. The brazing material layer 1420 and the plating layer 1410 react with each other to melt, and Au--Sn--Ni
Form a synergistic liquid. At this time, bubbles are formed in the Au—Sn—Ni alloy financial liquid by the outgas from the brazing material layer 1420. These bubbles are formed in the surrounding gas reservoir 1421.
Absorbed and removed from the joint. By cooling the joint portion, the Au—Sn—Ni alloy financial liquid is solidified to become the solid phase brazing material 1430, and the respective members are firmly joined. The PZT 1440 is then adhered to the diaframe plate 1330 using epoxy adhesive 1450.

【0082】プリントヘッドから供給されたインクは、
インク流路1311に流入し、インク通過経路1360
に沿ってボンディングプレート1320を通過し、ダイ
アフレームフィルタープレート1330に形成されたフ
ィルターメッシュ1331にて異物をろ過され、リスト
リクタープレートに形成されたリストリクター1341
に流入する。次にPZTアクチュエーター1313がボ
ンディングプレート1320に形成されたPZTアクチ
ュエーター用穴を通してダイアフレームフィルタープレ
ート1330を変位させることによりリストリクター部
に蓄えられたインク1370に圧力を加える。インク1
370はその反動でオリフィスプレートに形成されたオ
リフィス1351から勢いよく噴出し、印字にあずか
る。
The ink supplied from the print head is
It flows into the ink channel 1311, and passes through the ink passage 1360.
Along with the bonding plate 1320, foreign matter is filtered by the filter mesh 1331 formed on the diaframe filter plate 1330, and the restrictor 1341 formed on the restrictor plate.
Flows into. Next, the PZT actuator 1313 displaces the diaframe filter plate 1330 through the PZT actuator hole formed in the bonding plate 1320 to apply pressure to the ink 1370 stored in the restrictor portion. Ink 1
The reaction 370 ejects vigorously from the orifice 1351 formed in the orifice plate to participate in printing.

【0083】なお、被接合部材同士を接合する場合にお
いて、それらのめっきの厚さは、上記実施例に限定され
るものではなく、例えば、母材側から順に厚さ0.5μ
m以下のNiめっき、厚さ5μm以下のAuめっき、厚
さ5μm以下のSnめっき、厚さ5μm以下のAuめっ
きを層状に施したもの、或いは、上記のような層状めっ
きを施した金属部材との接続対象として、母材側から順
に厚さ0.5μm以下のNiめっき、厚さ0.5μm以
下のAuめっきを層状に施したものであれば、本発明の
所期の効果を奏することができる。
When the members to be joined are joined together, the plating thickness thereof is not limited to that in the above embodiment, and for example, the thickness is 0.5 μm in order from the base material side.
m or less Ni plating, thickness 5 μm or less Au plating, thickness 5 μm or less Sn plating, thickness 5 μm or less Au plating layered, or a metal member plated as described above If the target of connection is a layered Ni plating having a thickness of 0.5 μm or less and an Au plating having a thickness of 0.5 μm or less in order from the base material side, the intended effect of the present invention can be obtained. it can.

【0084】本実施例によれば、インク噴射ノズルを構
成している各部品をAu−Sn合金にて接続しているの
で、有機接着剤を用いて接合した場合よりも経時劣化が
少なく、信頼性の高い接合を行うことができる。
According to the present embodiment, since each component forming the ink jet nozzle is connected by the Au--Sn alloy, it is less deteriorated with time and more reliable than the case where the organic adhesive is used for joining. It is possible to perform high-quality joining.

【0085】また、Au−Sn合金は酸及びアルカリに
対する耐食性に優れており、高温下で腐食性を有するイ
ンクでも用いることができ、インク設計の自由度が増加
する。その結果、良好な印字特性を有するインクの開発
が容易となる効果がある。
Further, the Au--Sn alloy has excellent corrosion resistance to acids and alkalis, and can be used even in inks that are corrosive at high temperatures, increasing the degree of freedom in ink design. As a result, there is an effect that development of an ink having good printing characteristics is facilitated.

【0086】なお、上記実施例では各部品の材料をSU
S304、Ni合金及びアルミニウムとしているが、一
般の鉄鋼や銅合金など、Au−Sn共晶温度の280℃
の加熱に耐える材料であればよい。またAuめっきの下
地めっきとしてNiめっきを用いているが、Cuめっき
でも同様の効果を得ることができる。また接合雰囲気は
2のみでなく、Ar等の非酸化性雰囲気中にても同様
に接合を行なうことができる。
In the above embodiment, the material of each component is SU.
S304, Ni alloy, and aluminum are used, but general steel, copper alloy, etc. have an Au—Sn eutectic temperature of 280 ° C.
Any material can be used as long as it can withstand the above heating. Further, although Ni plating is used as the base plating of Au plating, the same effect can be obtained by Cu plating. In addition, the bonding atmosphere is not limited to N 2 , and the bonding can be similarly performed in a non-oxidizing atmosphere such as Ar.

【0087】[0087]

【発明の効果】本発明によれば、 (イ)接合プロセスにおいて、めっき皮膜内に水素ある
いは水を含ませておくことにより、接合時の加熱により
水素あるいは水がガス化して、このガス(気泡)が接合
外部流出に際して、溶融したAu−Sn合金を攪拌しA
u−Sn合金を撹拌することができ、しかも、Au−S
nの重量配分を、下地のNiめっき及びプロセス中に生
じるNi−Au−Sn化合物との反応を考慮して定めて
あるので、そのプロセスで接合強度が高い接合方法を提
供することができる。さらに、耐食性を配慮して被接合
部材の下地めっきとしてNiめっきを施すが、このNi
めっきの厚さを0.5μm以下とすることにより、接合
中にNiめっきはAu−Sn合金融液中に完全に溶解
し、接合界面に残留しないので強固な接合をより助長す
る。
EFFECTS OF THE INVENTION According to the present invention, (a) In the bonding process, by containing hydrogen or water in the plating film, hydrogen or water is gasified by heating during bonding, and this gas (bubble ) Stirs the molten Au-Sn alloy when it flows out of the joint.
u-Sn alloy can be agitated, and Au-S
Since the weight distribution of n is determined in consideration of the Ni plating of the base and the reaction with the Ni-Au-Sn compound generated during the process, it is possible to provide a bonding method having high bonding strength in the process. Further, Ni plating is applied as a base plating of the members to be joined in consideration of corrosion resistance.
By setting the thickness of the plating to 0.5 μm or less, the Ni plating is completely dissolved in the Au—Sn alloy financial solution during the bonding and does not remain at the bonding interface, so that the strong bonding is further promoted.

【0088】(ロ)Au−Sn合金を箔としてではな
く、めっき皮膜の形態で供給するので、従来のような機
械加工によるAu−Sn箔を製作する工程をなくし、製
作コストの低減を図り得る。
(B) Since the Au—Sn alloy is supplied in the form of a plating film, not as a foil, the conventional manufacturing process of the Au—Sn foil can be eliminated and the manufacturing cost can be reduced. .

【0089】(ハ)接合前の接合表面はAuであり、A
uが酸化しないことからフラックスを用いなくとも接合
部を一体化させることが可能になり、従来のようなフラ
ックス除去作業をなくし作業効率を高めると共に、残留
フラックスによる接合部の腐食といった問題をなくし、
接合部の耐食性を高めることができる。
(C) The bonding surface before bonding is Au,
Since u does not oxidize, it becomes possible to integrate the joint without using flux, eliminating the conventional flux removal work and improving work efficiency, and eliminating the problem of corrosion of the joint due to residual flux,
The corrosion resistance of the joint can be improved.

【0090】(ニ)また、本発明の接合法は、接合材の
加熱温度も高融点ろう材に比較して低くできるので、熱
による部材の変形も少ない。Au−Sn合金は耐食性に
優れるので、腐食性の強いインクによっても腐食される
ことがない。特に、インクジェットの噴射ノズルを構成
している各部品をAu−Sn合金にて接続した場合に
は、有機接着剤を用いて接合した場合よりも経時劣化が
少なく、信頼性の高い接合を行うことができる。
(D) Further, in the joining method of the present invention, since the heating temperature of the joining material can be made lower than that of the high melting point brazing material, deformation of the members due to heat is small. Since the Au—Sn alloy has excellent corrosion resistance, it is not corroded even by highly corrosive ink. In particular, when each component forming the jet nozzle of the inkjet is connected with Au-Sn alloy, the deterioration with time is less than that in the case of bonding with an organic adhesive, and the bonding with high reliability is performed. You can

【0091】またAu−Sn合金は酸及びアルカリに対
する耐食性に優れており、高温下で腐食性を有するイン
クでも用いることができ、インク設計の自由度が増加す
る。その結果良好な印字特性を有するインクの開発が容
易となる効果がある。
Further, the Au--Sn alloy has excellent corrosion resistance to acids and alkalis and can be used even in inks that are corrosive at high temperatures, increasing the degree of freedom in ink design. As a result, there is an effect that it becomes easy to develop an ink having good printing characteristics.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の第1実施例に係る接合プロセスを示
す断面図。
FIG. 1 is a sectional view showing a joining process according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 ピール強度とNi−Au−Sn金属間化合物
の厚さとの関係を示す線図。
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between peel strength and the thickness of a Ni—Au—Sn intermetallic compound.

【図3】 Au−Sn2元系の状態説明図。FIG. 3 is a state explanatory diagram of an Au-Sn binary system.

【図4】 本発明の第2実施例に係る接合プロセスを示
す断面図。
FIG. 4 is a sectional view showing a joining process according to the second embodiment of the present invention.

【図5】 本発明の第3実施例に係るAu−Snろう付
け用インサート材の断面図。
FIG. 5 is a sectional view of an Au—Sn brazing insert material according to a third embodiment of the present invention.

【図6】 上記Au−Snろう付け用インサート材を用
いて2つの部材を接合するプロセスを示す断面図。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a process of joining two members by using the Au-Sn brazing insert material.

【図7】 本発明の第4実施例に係るAu−Snろう付
け用インサート材の断面図。
FIG. 7 is a sectional view of an Au—Sn brazing insert material according to a fourth embodiment of the present invention.

【図8】 上記第4実施例のAu−Snろう付け用イン
サート材を用いて2つの部材を接合するプロセスを示す
断面図。
FIG. 8 is a sectional view showing a process of joining two members by using the Au-Sn brazing insert material of the fourth embodiment.

【図9】 第4実施例に用いるインサート材にあけられ
た穴の寸法及び配置の例を示す平面図。
FIG. 9 is a plan view showing an example of dimensions and arrangement of holes formed in the insert material used in the fourth embodiment.

【図10】 本発明の第5実施例に係るAu−Snろう
付け用インサート材の断面図。
FIG. 10 is a sectional view of an Au—Sn brazing insert material according to a fifth embodiment of the present invention.

【図11】 上記第5実施例のAu−Snろう付け用イ
ンサート材を用いて2つの部材を接合するプロセスを示
す断面図。
FIG. 11 is a sectional view showing a process of joining two members by using the Au-Sn brazing insert material of the fifth embodiment.

【図12】 本発明の適用対象となるインクジェットプ
リンタ(第6実施例)の断面図。
FIG. 12 is a sectional view of an inkjet printer (sixth embodiment) to which the present invention is applied.

【図13】 上記インクジェットプリンタに用いる印字
ノズルの詳細構造を示す分解斜視図。
FIG. 13 is an exploded perspective view showing a detailed structure of a print nozzle used in the inkjet printer.

【図14】 上記印字ノズルの接合プロセスを示す説明
図。
FIG. 14 is an explanatory diagram showing a joining process of the print nozzle.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101…SUS304板(母材)、102…Niめっ
き、103…Auめっき、104…Snめっき、105
…Auめっき、106a…Au−Sn合金融液、106
b…Au−Sn合金、107…Ni−Au−Sn金属間
化合物、401a、401b…SUS304板、402
a、402b…Niめっき、403a…Auめっき、4
04a…Snめっき、405a、405b…Auめっ
き、406a…Au−Sn合金融液、406b…Au−
Sn合金、407a…Ni−Au−Sn金属間化合物、
407b…Ni−Au−Sn金属間化合物、501…S
US304板、502…ろう材層(Niめっき、Auめ
っき、Snめっき、Auめっき)、503及び504…
被接合部材、505…Niめっき、506…Auめっ
き、507a…Au−Sn−Ni合金融液、507b…
Au−Sn−Ni合金、508…気泡、701…穴付き
SUS304板、702…ガス溜めの穴、502…ろう
材層(Niめっき、Auめっき、Snめっき、Auめっ
き)、803、804…被接合部材、805…Niめっ
き、806…Auめっき、807a…Au−Sn−Ni
合金融液、807b…凝固したAu−Sn−Ni合金、
808…気泡、901…Au−Snろう付け用インサー
ト材、902、903及び904…穴、1001…SU
S304板、502…ろう材層(Niめっき、Auめっ
き、Snめっき、Auめっき)、1103、1104…
SUS304(被接合部材)、1105…Niめっき、
1106…Auめっき、1107a…Au−Sn−Ni
合金融液、1107b…Au−Sn−Ni合金、808
…気泡、1207…プリントヘッド、1410…Niめ
っき・Auめっきの層)、1420…ろう材層(Niめ
っき・Auめっき・Snめっき・Auめっきの層)、1
421…ガス溜め、1430…Au−Sn−Ni合金か
らなるろう材、1450…エポキシ接着剤。
101 ... SUS304 plate (base material), 102 ... Ni plating, 103 ... Au plating, 104 ... Sn plating, 105
... Au plating, 106a ... Au-Sn combined financial liquid, 106
b ... Au-Sn alloy, 107 ... Ni-Au-Sn intermetallic compound, 401a, 401b ... SUS304 plate, 402
a, 402b ... Ni plating, 403a ... Au plating, 4
04a ... Sn plating, 405a, 405b ... Au plating, 406a ... Au-Sn combined financial liquid, 406b ... Au-
Sn alloy, 407a ... Ni-Au-Sn intermetallic compound,
407b ... Ni-Au-Sn intermetallic compound, 501 ... S
US 304 plate, 502 ... Brazing material layer (Ni plating, Au plating, Sn plating, Au plating), 503 and 504 ...
Member to be joined, 505 ... Ni plating, 506 ... Au plating, 507a ... Au-Sn-Ni compound financial liquid, 507b ...
Au-Sn-Ni alloy, 508 ... Bubbles, 701 ... SUS304 plate with holes, 702 ... Gas reservoir hole, 502 ... Brazing material layer (Ni plating, Au plating, Sn plating, Au plating), 803, 804 ... Joined Member, 805 ... Ni plating, 806 ... Au plating, 807a ... Au-Sn-Ni
Synthetic financial fluid, 807b ... Solidified Au-Sn-Ni alloy,
808 ... Bubbles, 901 ... Au-Sn brazing insert material, 902, 903 and 904 ... Hole, 1001 ... SU
S304 plate, 502 ... Brazing material layer (Ni plating, Au plating, Sn plating, Au plating) 1103, 1104 ...
SUS304 (joined members), 1105 ... Ni plating,
1106 ... Au plating, 1107a ... Au-Sn-Ni
Synthetic finance liquid, 1107b ... Au-Sn-Ni alloy, 808
... Bubbles, 1207 ... Print head, 1410 ... Ni plating / Au plating layer), 1420 ... Brazing material layer (Ni plating / Au plating / Sn plating / Au plating layer), 1
421 ... Gas reservoir, 1430 ... Brazing material made of Au-Sn-Ni alloy, 1450 ... Epoxy adhesive.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堀野 正也 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 河野 顕臣 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Masaya Horino, Masaya Horino, 502 Jinritsucho, Tsuchiura-shi, Ibaraki Hiritsu Seisakusho Co., Ltd.Mechanical Research Institute (72) Akemi Kono, 502, Jinritsucho, Tsuchiura-shi, Ibaraki Japan Tate Seisakusho Mechanical Research Center

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 母材側から順に厚さ0.5μm以下の下
地めっき、厚さ5μm以下のAuめっき、厚さ5μm以
下のSnめっき、厚さ5μm以下のAuめっきを層状に
施した金属部材同士を、 或いは前記層状めっきを施した金属部材と、母材側から
順に厚さ0.5μm以下の下地めっき、厚さ0.5μm
以下のAuめっきを層状に施した金属部材とを、真空中
或いは不活性ガス中にて加熱・加圧して接合し、 且つ接合条件として、 前記下地めっきを除いたAuめっきとSnめっきとの系
での組成を、積層されるめっき組合せ全体でSnが20
mass%を超え40mass%未満とし、 前記Auめっき及びSnめっきは、めっき皮膜内に0
℃、1気圧換算でめっき体積の1/2倍以上の水素及び
水の少なくとも一つを含む湿式めっきを用いたことを特
徴とする金属部材の接合方法。
1. A metal member in which a base plating having a thickness of 0.5 μm or less, an Au plating having a thickness of 5 μm or less, an Sn plating having a thickness of 5 μm or less, and an Au plating having a thickness of 5 μm or less are layered in order from the base material side. Or a metal member that has been subjected to the layered plating, and a base plating layer having a thickness of 0.5 μm or less in order from the base metal side, and a thickness of 0.5 μm.
The following metal member that has been layered with Au plating is heated and pressed in a vacuum or in an inert gas to be bonded, and the bonding condition is a system of Au plating and Sn plating excluding the undercoat. In the composition of No. 2, Sn is 20 in the whole plating combination to be laminated.
The content of the Au plating and the Sn plating is more than 0% and less than 40% by mass.
A method for joining metal members, characterized in that wet plating containing at least one of hydrogen and water, which is 1/2 times or more the plating volume in terms of 1 ° C. at 1 ° C., is used.
【請求項2】 被接合部材間にインサートするろう付け
用インサート材において、インサート材の母材の表面に
下地めっきを施し、且つその上にAuめっき及びSnめ
っきを層状に施してあり、これらのめっき層のうち少な
くとも1種類のめっき皮膜内に0℃、1気圧換算でめっ
き体積の1/2倍以上の水素あるいは水を含ませたこと
を特徴とするAu−Snろう付け用インサート材。
2. A brazing insert material to be inserted between members to be joined, wherein a surface of a base material of the insert material is underplated, and Au plating and Sn plating are layered on the base plating. An insert material for Au-Sn brazing, characterized in that at least one kind of plating film among the plating layers contains hydrogen or water at ½ times the plating volume in terms of 0 ° C and 1 atm.
【請求項3】 前記母材には、複数の貫通孔が設けてあ
ることを特徴とする請求項2記載のAu−Snろう付け
用インサート材。
3. The insert material for Au—Sn brazing according to claim 2, wherein the base material is provided with a plurality of through holes.
【請求項4】 インクジェットプリンタにおいて、イン
ク流路を形成した金属部材をAu−Sn合金を用いて積
層接合して成るプリントヘッドを備えたことを特徴とす
るインクジェットプリンタ。
4. An ink jet printer, comprising an ink jet printer comprising a print head formed by laminating and joining metal members having ink flow paths using Au—Sn alloy.
JP31312794A 1994-12-16 1994-12-16 Metal member joining method, Au-Sn brazing insert material, inkjet printer Expired - Fee Related JP3578286B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP31312794A JP3578286B2 (en) 1994-12-16 1994-12-16 Metal member joining method, Au-Sn brazing insert material, inkjet printer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP31312794A JP3578286B2 (en) 1994-12-16 1994-12-16 Metal member joining method, Au-Sn brazing insert material, inkjet printer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH08168889A true JPH08168889A (en) 1996-07-02
JP3578286B2 JP3578286B2 (en) 2004-10-20

Family

ID=18037445

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP31312794A Expired - Fee Related JP3578286B2 (en) 1994-12-16 1994-12-16 Metal member joining method, Au-Sn brazing insert material, inkjet printer

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3578286B2 (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001054851A3 (en) * 2000-01-31 2002-03-14 Picojet Inc Microfluid device and ultrasonic bonding process
JP2002246658A (en) * 2001-02-21 2002-08-30 Toyo Kohan Co Ltd Junction method of zn-sb based thermoelectric material and jointed body
JP2006043740A (en) * 2004-08-05 2006-02-16 Hitachi Zosen Corp Method and device for joining dissimilar metals
JP2006076180A (en) * 2004-09-10 2006-03-23 Ibiden Co Ltd Inkjet printer head
WO2008105258A1 (en) * 2007-02-26 2008-09-04 Neomax Materials Co., Ltd. Airtightly sealing cap, electronic component storing package and method for manufacturing electronic component storing package
JP2011092284A (en) * 2009-10-27 2011-05-12 Patentstra Co Ltd Medical treatment instrument, method for producing the medical treatment instrument, and assembly of medical endoscope and medical treatment instrument for endoscope
US8517512B2 (en) 2011-02-28 2013-08-27 Fujifilm Corporation Flow channel structure, method of manufacturing same, and liquid ejection head
WO2014042214A1 (en) * 2012-09-12 2014-03-20 株式会社Kelk Peltier module for laser diode

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100773257B1 (en) * 2000-01-31 2007-11-05 피코제트, 인코포레이티드 A process of ultrasonic bonding of metallic surface, an ink jet print head composed of ultrasonic bonded metallic surface, and a method of cutting piezoelectric ceramic crystal
US6464324B1 (en) 2000-01-31 2002-10-15 Picojet, Inc. Microfluid device and ultrasonic bonding process
WO2001054851A3 (en) * 2000-01-31 2002-03-14 Picojet Inc Microfluid device and ultrasonic bonding process
JP4795601B2 (en) * 2000-01-31 2011-10-19 ネクストジェット エルエルシー Microfluidic device and ultrasonic coupling process
US6783213B2 (en) 2000-01-31 2004-08-31 Picojet, Inc. Microfluid device and ultrasonic bonding process
US6928731B2 (en) 2000-01-31 2005-08-16 Picojet, Inc. Ultrasonic bonding process for making a microfluid device
US6530653B2 (en) 2000-01-31 2003-03-11 Picojet, Inc. Ultrasonic bonding of ink-jet print head components
JP2002246658A (en) * 2001-02-21 2002-08-30 Toyo Kohan Co Ltd Junction method of zn-sb based thermoelectric material and jointed body
JP2006043740A (en) * 2004-08-05 2006-02-16 Hitachi Zosen Corp Method and device for joining dissimilar metals
JP4538671B2 (en) * 2004-08-05 2010-09-08 日立造船株式会社 Dissimilar metal joining method and apparatus
JP2006076180A (en) * 2004-09-10 2006-03-23 Ibiden Co Ltd Inkjet printer head
US8551623B2 (en) 2007-02-26 2013-10-08 Neomax Materials Co., Ltd. Airtightly sealing cap, electronic component storing package and method for manufacturing electronic component storing package
WO2008105258A1 (en) * 2007-02-26 2008-09-04 Neomax Materials Co., Ltd. Airtightly sealing cap, electronic component storing package and method for manufacturing electronic component storing package
JP2011092284A (en) * 2009-10-27 2011-05-12 Patentstra Co Ltd Medical treatment instrument, method for producing the medical treatment instrument, and assembly of medical endoscope and medical treatment instrument for endoscope
US8517512B2 (en) 2011-02-28 2013-08-27 Fujifilm Corporation Flow channel structure, method of manufacturing same, and liquid ejection head
US9490412B2 (en) 2012-09-12 2016-11-08 Kelk Ltd. Peltier module for laser diode
WO2014042214A1 (en) * 2012-09-12 2014-03-20 株式会社Kelk Peltier module for laser diode
JPWO2014042214A1 (en) * 2012-09-12 2016-08-18 株式会社Kelk Peltier module for laser diode

Also Published As

Publication number Publication date
JP3578286B2 (en) 2004-10-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6592205B2 (en) Inkjet printhead for wide area printing
US8701973B2 (en) Solder bump formation on a circuit board using a transfer sheet
US6280858B1 (en) Substrate with solder alloy for mounting electronic parts
JP4501752B2 (en) Substrate bonding structure manufacturing method and inkjet head manufacturing method
US6386434B1 (en) Method of attaching a first part to a mating part
US20040237304A1 (en) Ultrasonic bonding process for making a microfluid device
JP2683941B2 (en) Method of brazing inkjet head components using a layer of brazing material
US6235404B1 (en) Copper/steel laminated sheet for use in manufacturing printed circuit boards
US6210522B1 (en) Adhesive bonding laminates
JPH08168889A (en) Joining method for metallic member, insert material for au-sn brazing and injection printer
JP2004510604A (en) Circuit protection composite
JP2004304025A (en) Piezoelectric actuator, ink-jet recording head and their manufacturing method
US6355360B1 (en) Separator sheet laminate for use in the manufacture of printed circuit boards
JP3291887B2 (en) Method for forming gold-tin solder plating layer and method for bonding the same
JP3604838B2 (en) Method of joining ink jet printer head and ink jet printer
WO1998041354A1 (en) Method of solid-phase welding members
JPH08187867A (en) Corrosion resistant ink jet print head
US6361146B1 (en) Adhesive bonding laminates
JP3293224B2 (en) Method of joining inkjet print head
JP6942607B2 (en) Liquid discharge head and its manufacturing method
JPH10166599A (en) Manufacture of ink jet printing head
JP2014045078A (en) Multilayer powder transfer sheet for formation of solder bump
JPH1128821A (en) Manufacture of ink jet print head
JPH09164692A (en) Solder jointing method of ink jet print head
JPH06320738A (en) Method for bonding printing head for ink jet printing

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Effective date: 20040401

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040521

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Effective date: 20040625

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Effective date: 20040708

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

R150 Certificate of patent (=grant) or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 4

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080723

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 5

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090723

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 5

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090723

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 5

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090723

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 6

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100723

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 6

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100723

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees