JPH09324243A - Ｓｉの熱膨張係数に近い熱膨張係数を有する低熱膨張合金 - Google Patents
Ｓｉの熱膨張係数に近い熱膨張係数を有する低熱膨張合金Info
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- JPH09324243A JPH09324243A JP14158596A JP14158596A JPH09324243A JP H09324243 A JPH09324243 A JP H09324243A JP 14158596 A JP14158596 A JP 14158596A JP 14158596 A JP14158596 A JP 14158596A JP H09324243 A JPH09324243 A JP H09324243A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 Ｓｉと熱膨張係数が近く磁気変態点が高いＦ
ｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系の低熱膨張合金の提供。 【解決手段】 Ｎｉ：３６〜４０重量％、Ｃｏ：１〜５
重量％、であってＮｉ＋Ｃｏ：３９〜４２重量％、残部
Ｆｅおよび不可避不純物からなる、Ｓｉの熱膨張係数に
近い熱膨張係数を有する低熱膨張合金。
ｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系の低熱膨張合金の提供。 【解決手段】 Ｎｉ：３６〜４０重量％、Ｃｏ：１〜５
重量％、であってＮｉ＋Ｃｏ：３９〜４２重量％、残部
Ｆｅおよび不可避不純物からなる、Ｓｉの熱膨張係数に
近い熱膨張係数を有する低熱膨張合金。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、Ｓｉの熱膨張係数
に近い熱膨張係数を有する低熱膨張合金に関し、特に、
Ｓｉに隣接して用いられる各種部品、例えば、拡散半導
体型ストレインゲージを用いた圧力センサーの台座部
品、リードフレーム、Ｓｉ基板材料などへの材料に用い
るのに好適な低熱膨張合金に関する。
に近い熱膨張係数を有する低熱膨張合金に関し、特に、
Ｓｉに隣接して用いられる各種部品、例えば、拡散半導
体型ストレインゲージを用いた圧力センサーの台座部
品、リードフレーム、Ｓｉ基板材料などへの材料に用い
るのに好適な低熱膨張合金に関する。
【０００２】
【従来の技術】Ｓｉと熱膨張係数の近い低熱膨張合金
は、Ｓｉと接合する各種合金部品に用いられており、Ｓ
ｉ半導体の用途の増大に伴い、様々な特性が要求され、
またその需要も増大している。このような合金の用途の
一つとして、特に拡散半導体型ストレインゲージを用い
た圧力センサーの台座部品が挙げられる。拡散半導体型
ストレインゲージを用いた圧力センサーは、ハーメチッ
クシールタイプのものが一般に製造されている。このハ
ーメチックシールタイプのものは、半導体Ｓｉストレイ
ンゲージを直接低熱膨張合金からなるパイプ部品に接合
させる方法が検討されており、一部実用化されている。
このようなパイプ部品には、温度が変化したときにＳｉ
チップに歪みが生じないように、Ｓｉと熱膨張係数の近
いＦｅ−３９．５％Ｎｉ合金などが使用されている。
は、Ｓｉと接合する各種合金部品に用いられており、Ｓ
ｉ半導体の用途の増大に伴い、様々な特性が要求され、
またその需要も増大している。このような合金の用途の
一つとして、特に拡散半導体型ストレインゲージを用い
た圧力センサーの台座部品が挙げられる。拡散半導体型
ストレインゲージを用いた圧力センサーは、ハーメチッ
クシールタイプのものが一般に製造されている。このハ
ーメチックシールタイプのものは、半導体Ｓｉストレイ
ンゲージを直接低熱膨張合金からなるパイプ部品に接合
させる方法が検討されており、一部実用化されている。
このようなパイプ部品には、温度が変化したときにＳｉ
チップに歪みが生じないように、Ｓｉと熱膨張係数の近
いＦｅ−３９．５％Ｎｉ合金などが使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来用いら
れているＦｅ−３９．５％Ｎｉ合金は磁気変態点（磁気
転移点ともいう）が約２９０℃であり、この磁気変態点
以上の温度では熱膨張係数がＳｉの熱膨張係数に比較し
て著しく大きくなってしまう。そのため、圧力センサー
の製造工程において、例えば、ＳｉチップとＦｅ−３
９．５％Ｎｉ合金とを接合する際などに２９０℃以上の
熱履歴が生ずると、Ｓｉチップに熱膨張差による残留応
力に起因して歪みが生じてしまい、ストレインゲージと
しての特性を維持することが難しくなる問題点がある。
また、このような合金をリードフレームなどに用いた場
合同様の問題点がある。
れているＦｅ−３９．５％Ｎｉ合金は磁気変態点（磁気
転移点ともいう）が約２９０℃であり、この磁気変態点
以上の温度では熱膨張係数がＳｉの熱膨張係数に比較し
て著しく大きくなってしまう。そのため、圧力センサー
の製造工程において、例えば、ＳｉチップとＦｅ−３
９．５％Ｎｉ合金とを接合する際などに２９０℃以上の
熱履歴が生ずると、Ｓｉチップに熱膨張差による残留応
力に起因して歪みが生じてしまい、ストレインゲージと
しての特性を維持することが難しくなる問題点がある。
また、このような合金をリードフレームなどに用いた場
合同様の問題点がある。
【０００４】また、同様にＳｉと熱膨張係数の近い合金
としてはスーパーアンバー（スーパーインバー）、アン
バー、Ｆｅ−４２Ｎｉ、コバールなどの合金も知られて
いるが、これらに関しては、スーパーアンバーおよびア
ンバーはＳｉよりも熱膨張係数が小さく、また磁気変態
点も低く、一方Ｆｅ−４２Ｎｉ、コバールなどは磁気変
態点は３００℃以上だが、Ｓｉより熱膨張係数が大きい
という問題点がある。したがって、Ｓｉと熱膨張係数の
近い低熱膨張合金であって、磁気変態点が高い合金が求
められている。
としてはスーパーアンバー（スーパーインバー）、アン
バー、Ｆｅ−４２Ｎｉ、コバールなどの合金も知られて
いるが、これらに関しては、スーパーアンバーおよびア
ンバーはＳｉよりも熱膨張係数が小さく、また磁気変態
点も低く、一方Ｆｅ−４２Ｎｉ、コバールなどは磁気変
態点は３００℃以上だが、Ｓｉより熱膨張係数が大きい
という問題点がある。したがって、Ｓｉと熱膨張係数の
近い低熱膨張合金であって、磁気変態点が高い合金が求
められている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、以上のよ
うな特性を満たす合金を鋭意検討の結果、以下に示す合
金を開発した。
うな特性を満たす合金を鋭意検討の結果、以下に示す合
金を開発した。
【０００６】すなわち、本発明は、Ｎｉ：３６〜４０重
量％、Ｃｏ：１〜５重量％、残部Ｆｅおよび不可避不純
物からなり、Ｓｉの熱膨張係数に近い熱膨張係数を有す
ることを特徴とする、低熱膨張合金である。本発明は、
好ましくは、ＮｉとＣｏの合計量を３９〜４２重量％と
し、熱膨張係数が、３０〜１００℃、３０〜２００℃、
および３０〜３００℃のいずれの範囲においても、２０
〜４０×１０-7／℃であり、磁気変態点が３００℃以
上、より好ましくは３３０℃以上とする。
量％、Ｃｏ：１〜５重量％、残部Ｆｅおよび不可避不純
物からなり、Ｓｉの熱膨張係数に近い熱膨張係数を有す
ることを特徴とする、低熱膨張合金である。本発明は、
好ましくは、ＮｉとＣｏの合計量を３９〜４２重量％と
し、熱膨張係数が、３０〜１００℃、３０〜２００℃、
および３０〜３００℃のいずれの範囲においても、２０
〜４０×１０-7／℃であり、磁気変態点が３００℃以
上、より好ましくは３３０℃以上とする。
【０００７】本発明の低熱膨張合金の用途として、前記
Ｓｉと熱膨張係数の近い低熱膨張合金を用いることを特
徴とする、拡散半導体型ストレインゲージを用いた圧力
センサーの台座部品への適用を開示する。
Ｓｉと熱膨張係数の近い低熱膨張合金を用いることを特
徴とする、拡散半導体型ストレインゲージを用いた圧力
センサーの台座部品への適用を開示する。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の合金を具体的に説
明する。 Ｎｉ：３６〜４０重量％ Ｎｉは、低熱膨張係数の合金とするための成分である。
本発明の合金おいては、Ｎｉの含有量を３６〜４０重量
％とする。３６重量％未満の場合は、合金の熱膨張係数
が好適範囲よりも大きくなる。４０重量％を超える場合
も、合金の熱膨張係数が好適範囲よりも大きくなる。Ｎ
ｉ含有量の好ましい下限は３８重量％、好ましい上限は
４０重量％である。 Ｃｏ：１〜５重量％ Ｃｏは、合金を低熱膨張係数にし、磁気変態点を上げる
ために添加する。本発明の合金においては、Ｃｏの含有
量を１〜５重量％とする。１重量％未満では合金の磁気
変態点が所望の温度まで高くならず、また熱膨張係数が
好適範囲よりも大きくなる。５重量％を超えると合金の
磁気変態点が高まるが、熱膨張係数が好適範囲よりも大
きくなる。好ましい下限は１重量％、好ましい上限は４
重量％である。 Ｎｉ＋Ｃｏ：３９〜４２重量％ 本発明の合金においては、好ましくはＮｉとＣｏの含有
量の合計を３９〜４２重量％とする。３９重量％未満で
は合金の磁気変態点が好適範囲まで高くならない。４２
重量％を超えると合金の磁気変態点がより高まるが、熱
膨張係数が好適範囲より大きくなる。より好ましい下限
は４０重量％、好ましい上限は４１重量％である。
明する。 Ｎｉ：３６〜４０重量％ Ｎｉは、低熱膨張係数の合金とするための成分である。
本発明の合金おいては、Ｎｉの含有量を３６〜４０重量
％とする。３６重量％未満の場合は、合金の熱膨張係数
が好適範囲よりも大きくなる。４０重量％を超える場合
も、合金の熱膨張係数が好適範囲よりも大きくなる。Ｎ
ｉ含有量の好ましい下限は３８重量％、好ましい上限は
４０重量％である。 Ｃｏ：１〜５重量％ Ｃｏは、合金を低熱膨張係数にし、磁気変態点を上げる
ために添加する。本発明の合金においては、Ｃｏの含有
量を１〜５重量％とする。１重量％未満では合金の磁気
変態点が所望の温度まで高くならず、また熱膨張係数が
好適範囲よりも大きくなる。５重量％を超えると合金の
磁気変態点が高まるが、熱膨張係数が好適範囲よりも大
きくなる。好ましい下限は１重量％、好ましい上限は４
重量％である。 Ｎｉ＋Ｃｏ：３９〜４２重量％ 本発明の合金においては、好ましくはＮｉとＣｏの含有
量の合計を３９〜４２重量％とする。３９重量％未満で
は合金の磁気変態点が好適範囲まで高くならない。４２
重量％を超えると合金の磁気変態点がより高まるが、熱
膨張係数が好適範囲より大きくなる。より好ましい下限
は４０重量％、好ましい上限は４１重量％である。
【０００９】本発明において、「Ｓｉの熱膨張係数に近
い熱膨張係数を有する」とは、具体的には、以下の好ま
しい条件を満足することを意味する。
い熱膨張係数を有する」とは、具体的には、以下の好ま
しい条件を満足することを意味する。
【００１０】本発明の合金の熱膨張係数の基準となるＳ
ｉの熱膨張係数は、３０〜１００℃において２７〜３４
×１０-7／℃、３０〜２００℃において２７〜３４×１
０-7／℃、３０〜３００℃において２７〜３４×１０-7
／℃である。したがって、本発明の合金の熱膨張係数
は、３０〜１００℃、３０〜２００℃、および３０〜３
００℃のいずれの範囲においても、２０〜４０×１０-7
／℃とすることが好ましい。より好ましくは、２５〜３
５×１０-7／℃とする。
ｉの熱膨張係数は、３０〜１００℃において２７〜３４
×１０-7／℃、３０〜２００℃において２７〜３４×１
０-7／℃、３０〜３００℃において２７〜３４×１０-7
／℃である。したがって、本発明の合金の熱膨張係数
は、３０〜１００℃、３０〜２００℃、および３０〜３
００℃のいずれの範囲においても、２０〜４０×１０-7
／℃とすることが好ましい。より好ましくは、２５〜３
５×１０-7／℃とする。
【００１１】本発明の合金は、特に拡散半導体型ストレ
インゲージを用いた圧力センサーの台座部品に好適に用
いることができる。この場合、接合材によるＳｉと台座
の接合時に、接合部が３００℃程度に加熱されるため、
熱膨張係数が大きく変化する磁気変態点が３００℃以上
である合金であれば、冷却後にＳｉに残留応力に起因す
る歪みを残さず好ましい。さらに磁気変態点が３３０℃
以上であれば、接合材や接合方法に自由度が増し、より
好ましい。この接合材としては、共晶合金（Ａｕ−Ｓ
ｉ、Ａｕ−Ｇｅ、Ａｕ−Ｓｎ）や半田合金（Ｐｂ−Ｓ
ｎ、Ｐｂ−Ａｇ−Ｓｎ）がありこれらは融点が３００℃
以上のものが多く、台座等の基板材料の磁気変態点が３
００℃未満の場合、使用できる接合材がかなり限られて
しまうことになる。
インゲージを用いた圧力センサーの台座部品に好適に用
いることができる。この場合、接合材によるＳｉと台座
の接合時に、接合部が３００℃程度に加熱されるため、
熱膨張係数が大きく変化する磁気変態点が３００℃以上
である合金であれば、冷却後にＳｉに残留応力に起因す
る歪みを残さず好ましい。さらに磁気変態点が３３０℃
以上であれば、接合材や接合方法に自由度が増し、より
好ましい。この接合材としては、共晶合金（Ａｕ−Ｓ
ｉ、Ａｕ−Ｇｅ、Ａｕ−Ｓｎ）や半田合金（Ｐｂ−Ｓ
ｎ、Ｐｂ−Ａｇ−Ｓｎ）がありこれらは融点が３００℃
以上のものが多く、台座等の基板材料の磁気変態点が３
００℃未満の場合、使用できる接合材がかなり限られて
しまうことになる。
【００１２】本発明の合金は、他の用途、例えばリード
フレーム、Ｓｉ基板との封着部品等にも好適に用いるこ
とができる。
フレーム、Ｓｉ基板との封着部品等にも好適に用いるこ
とができる。
【００１３】
【実施例】表１に示す成分の合金をそれぞれ溶解、鋳造
した後に、１０００〜１２００℃に加熱し、熱間鍛造を
して厚さ２０ｍｍのビレットを作成した。次に各ビレッ
トを１０００〜１２００℃に加熱し、熱間圧延をして厚
さ３ｍｍとし、さらに冷間加工によって厚さ０．５ｍｍ
とし、約８００℃で焼き鈍しを行った。
した後に、１０００〜１２００℃に加熱し、熱間鍛造を
して厚さ２０ｍｍのビレットを作成した。次に各ビレッ
トを１０００〜１２００℃に加熱し、熱間圧延をして厚
さ３ｍｍとし、さらに冷間加工によって厚さ０．５ｍｍ
とし、約８００℃で焼き鈍しを行った。
【００１４】以上の製造方法によって得られた板状試料
について熱膨張係数、磁気変態点を測定した。その結果
を表１に示す。
について熱膨張係数、磁気変態点を測定した。その結果
を表１に示す。
【００１５】また、比較のため従来の合金を用い同様の
試料を作成し、実施例と同様の測定を行った。その結果
を併せて表１に示す。
試料を作成し、実施例と同様の測定を行った。その結果
を併せて表１に示す。
【００１６】
【表１】
【００１７】
【発明の効果】表１から明らかなように、本発明の合金
はＳｉとの熱膨張係数が近く、また磁気変態点が高いも
のである。したがって、Ｓｉと隣接、または接合して
も、温度変化による歪みの発生がほとんどなく、Ｓｉを
使用する各種部品において好適な合金が提供できる。例
えば、拡散半導体型ストレインゲージの台座部品に用い
た場合、Ｓｉとの接合作業などを行ってもＳｉに歪みが
ほとんど残らないため、精度のよい圧力センサーが提供
できる。
はＳｉとの熱膨張係数が近く、また磁気変態点が高いも
のである。したがって、Ｓｉと隣接、または接合して
も、温度変化による歪みの発生がほとんどなく、Ｓｉを
使用する各種部品において好適な合金が提供できる。例
えば、拡散半導体型ストレインゲージの台座部品に用い
た場合、Ｓｉとの接合作業などを行ってもＳｉに歪みが
ほとんど残らないため、精度のよい圧力センサーが提供
できる。
Claims (6)
- 【請求項１】Ｎｉ：３６〜４０重量％、Ｃｏ：１〜５重
量％、残部Ｆｅおよび不可避不純物からなることを特徴
とする、Ｓｉの熱膨張係数に近い熱膨張係数を有する低
熱膨張合金。 - 【請求項２】ＮｉとＣｏとの合計量が３９〜４２重量％
である、請求項１に記載のＳｉの熱膨張係数に近い熱膨
張係数を有する低熱膨張合金。 - 【請求項３】熱膨張係数が、３０〜１００℃、３０〜２
００℃、および３０〜３００℃のいずれの範囲において
も、２０〜４０×１０-7／℃である、請求項１または２
に記載のＳｉの熱膨張係数に近い熱膨張係数を有する低
熱膨張合金。 - 【請求項４】磁気変態点が３００℃以上である、請求項
１〜３いずれか１項に記載のＳｉの熱膨張係数に近い熱
膨張係数を有する低熱膨張合金。 - 【請求項５】磁気変態点が３３０℃以上である、請求項
４に記載のＳｉの熱膨張係数に近い熱膨張係数を有する
低熱膨張合金。 - 【請求項６】請求項１〜５いずれか１項に記載の低熱膨
張合金を用いることを特徴とする、拡散半導体型ストレ
インゲージを用いた圧力センサーの台座部品。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14158596A JPH09324243A (ja) | 1996-06-04 | 1996-06-04 | Ｓｉの熱膨張係数に近い熱膨張係数を有する低熱膨張合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14158596A JPH09324243A (ja) | 1996-06-04 | 1996-06-04 | Ｓｉの熱膨張係数に近い熱膨張係数を有する低熱膨張合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09324243A true JPH09324243A (ja) | 1997-12-16 |
Family
ID=15295432
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14158596A Pending JPH09324243A (ja) | 1996-06-04 | 1996-06-04 | Ｓｉの熱膨張係数に近い熱膨張係数を有する低熱膨張合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09324243A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1138797A1 (fr) * | 2000-03-31 | 2001-10-04 | Imphy Ugine Precision | Dispositif de masquage pour tube cathodique de visualisation en couleur à écran plat à masque d'ombre tendu en alliages Fe-Ni |
| US7576952B2 (en) * | 2003-12-03 | 2009-08-18 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Magnetic write head including a magnetic pole piece having a protrusion |
| JP2009246120A (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 回路基板積層用キャリア付き合金箔、及び回路基板積層用キャリア付き複合箔、金属張板、プリント配線板及びプリント配線積層板 |
-
1996
- 1996-06-04 JP JP14158596A patent/JPH09324243A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1138797A1 (fr) * | 2000-03-31 | 2001-10-04 | Imphy Ugine Precision | Dispositif de masquage pour tube cathodique de visualisation en couleur à écran plat à masque d'ombre tendu en alliages Fe-Ni |
| FR2807269A1 (fr) * | 2000-03-31 | 2001-10-05 | Imphy Ugine Precision | Dispositif de masquage pour tube cathodique de visualisation en couleur a ecran plat a masque d'ombre tendu en alliages fe-ni |
| US7576952B2 (en) * | 2003-12-03 | 2009-08-18 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Magnetic write head including a magnetic pole piece having a protrusion |
| JP2009246120A (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 回路基板積層用キャリア付き合金箔、及び回路基板積層用キャリア付き複合箔、金属張板、プリント配線板及びプリント配線積層板 |
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