JPS6125471B2 - - Google Patents
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- JPS6125471B2 JPS6125471B2 JP14104877A JP14104877A JPS6125471B2 JP S6125471 B2 JPS6125471 B2 JP S6125471B2 JP 14104877 A JP14104877 A JP 14104877A JP 14104877 A JP14104877 A JP 14104877A JP S6125471 B2 JPS6125471 B2 JP S6125471B2
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/02—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape
- B23K35/0222—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape for use in soldering, brazing
- B23K35/0233—Sheets, foils
- B23K35/0238—Sheets, foils layered
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
- B23K35/26—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 400 degrees C
- B23K35/268—Pb as the principal constituent
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はPb濃度の高い高融点半田の新規な構
造に関するものである。
造に関するものである。
従来、Pb濃度の高い半田としては例えばSn5％
−Pb合金、Sn20％−Pb合金が知られている。ま
た、このようにPb濃度の高い半田は融点が高
く、高温での機械的特性が優れているから、より
耐熱性を要する用途に使用されている。しかしな
がら、このような半田は逆にSn濃度が低いため
に、Cu、Ni、Fe等の金属との半田付で接着不良
を招きやすい欠点がある。
−Pb合金、Sn20％−Pb合金が知られている。ま
た、このようにPb濃度の高い半田は融点が高
く、高温での機械的特性が優れているから、より
耐熱性を要する用途に使用されている。しかしな
がら、このような半田は逆にSn濃度が低いため
に、Cu、Ni、Fe等の金属との半田付で接着不良
を招きやすい欠点がある。
すなわち半田の接着作用は合金中のSnの拡散
作用によることから、合金中のSn濃度が低いと
それだけ接着が難しく、接着不良も招きやすいこ
とになる。
作用によることから、合金中のSn濃度が低いと
それだけ接着が難しく、接着不良も招きやすいこ
とになる。
そこで出願人は、従来のPb濃度の高い合金半
田と同等の耐熱性を有しながら、半田付の際に
は、構造的に表面の濡れ性が良く接着が容易なク
ラツド半田なるものを提案した。すなわちこの半
田は、純Pb板又はPb濃度の高いPb−Sn合金板の
両面にそれぞれ純Sn板又はSn濃度の高いSn−Pb
合金板を接着一体化して構成した三層構造のクラ
ツド半田である。このクラツド半田によれば、各
層の厚さ、成分をそれぞれ調整することにより、
溶融後の全体組成は同一であつても半田付の際の
金属に対する濡れ性、反応性などをいろいろ変え
ることができ、つまりそれ自身に様々な溶融挙動
を賦与せしめることが可能である。
田と同等の耐熱性を有しながら、半田付の際に
は、構造的に表面の濡れ性が良く接着が容易なク
ラツド半田なるものを提案した。すなわちこの半
田は、純Pb板又はPb濃度の高いPb−Sn合金板の
両面にそれぞれ純Sn板又はSn濃度の高いSn−Pb
合金板を接着一体化して構成した三層構造のクラ
ツド半田である。このクラツド半田によれば、各
層の厚さ、成分をそれぞれ調整することにより、
溶融後の全体組成は同一であつても半田付の際の
金属に対する濡れ性、反応性などをいろいろ変え
ることができ、つまりそれ自身に様々な溶融挙動
を賦与せしめることが可能である。
そこで出願人は、クラツド半田の構造について
体系的に詳細検討し、その実用的範囲を明らかに
することによつて本発明を見い出したものであ
る。
体系的に詳細検討し、その実用的範囲を明らかに
することによつて本発明を見い出したものであ
る。
本発明の目的は、Pb濃度の高い合金半田とし
ての耐熱性を保有しながら、半田付の際には構造
的に優れた濡れ性および反応性を示し接着が容易
で有利な構造のクラツド半田を提供することにあ
る。
ての耐熱性を保有しながら、半田付の際には構造
的に優れた濡れ性および反応性を示し接着が容易
で有利な構造のクラツド半田を提供することにあ
る。
この目的を達成するために本発明のクラツド半
田は、Pb板の両面にそれぞれSn濃度が60％以上
のSn−Pb合金板（Sn濃度が100％の純Sn板を含
む）が接着一体化された三層構造のクラツド半田
からなり、該クラツド半田においてPb層の両側
のSn−Pb合金層の厚さがそれぞれ当該Sn−Pb合
金層中のSn濃度によつて１〜６μの範囲とさ
れ、さらにクラツド半田全体のSn濃度が20％以
下とされて構成されるものである。
田は、Pb板の両面にそれぞれSn濃度が60％以上
のSn−Pb合金板（Sn濃度が100％の純Sn板を含
む）が接着一体化された三層構造のクラツド半田
からなり、該クラツド半田においてPb層の両側
のSn−Pb合金層の厚さがそれぞれ当該Sn−Pb合
金層中のSn濃度によつて１〜６μの範囲とさ
れ、さらにクラツド半田全体のSn濃度が20％以
下とされて構成されるものである。
このような三層構造のクラツド半田は、半田付
に際しては、加熱によりまずPb層の両側のSn−
Pb合金層が溶融される。そして溶融されたSn−
Pb合金層がいずれもSn濃度が高いために相手金
属に対して良好な濡れ性および流動性を示す。
に際しては、加熱によりまずPb層の両側のSn−
Pb合金層が溶融される。そして溶融されたSn−
Pb合金層がいずれもSn濃度が高いために相手金
属に対して良好な濡れ性および流動性を示す。
従つて、それにより良好な接着あるいは半田付
が行われる。この接着で半田の濡れ性は、Sn−
Pb合金層のSn濃度が高いほど、あるいはSn−Pb
合金層の厚さがある程度以上あると良い。すなわ
ちこれは、半田の表面にある程度以上のSn量が
確保されていると、濡れ性が良いということであ
る。接着あるいは半田付の際の相手金属との反応
性（Snの拡散速度）は、前記したSn濃度ととも
に加熱条件によつて異なる。Sn濃度が高く加熱
温度が高くなるほど相手金属との反応性は促進さ
れる傾向にある。従つて、溶融当初は金属／半田
界面のSn濃度が高いために金属との反応性は強
い。しかし時間の経過とともにPbの拡散により
前記Sn濃度が急激に低下し、金属との反応性が
弱くなる。半田全体の溶融が完了した後すなわち
半田付完了後はその半田は全体に均一な組成とな
る。従つて、本発明のクラツド半田によれば、半
田付完了後は均一な組成となるためにPb濃度の
高い合金半田としての耐熱性を保有することにな
る。
が行われる。この接着で半田の濡れ性は、Sn−
Pb合金層のSn濃度が高いほど、あるいはSn−Pb
合金層の厚さがある程度以上あると良い。すなわ
ちこれは、半田の表面にある程度以上のSn量が
確保されていると、濡れ性が良いということであ
る。接着あるいは半田付の際の相手金属との反応
性（Snの拡散速度）は、前記したSn濃度ととも
に加熱条件によつて異なる。Sn濃度が高く加熱
温度が高くなるほど相手金属との反応性は促進さ
れる傾向にある。従つて、溶融当初は金属／半田
界面のSn濃度が高いために金属との反応性は強
い。しかし時間の経過とともにPbの拡散により
前記Sn濃度が急激に低下し、金属との反応性が
弱くなる。半田全体の溶融が完了した後すなわち
半田付完了後はその半田は全体に均一な組成とな
る。従つて、本発明のクラツド半田によれば、半
田付完了後は均一な組成となるためにPb濃度の
高い合金半田としての耐熱性を保有することにな
る。
ここで本発明のクラツド半田において、Pb層
の両側のSn−Pb合金層の厚さおよびSn濃度は、
厳密にいえば半田付すべき金属との反応性を考慮
して決定することが好ましい。しかし、一般に半
田付すべき金属との反応性を無視できる場合に
は、単純に厚くそしてSn濃度が高いほほど良い
といえる。半田付すべき金属との反応性を無視で
きない場合（あまり強く反応されると困る場合）
には、濡れ性と反応性が適度に充足するところを
もつてその値を選択する必要がある。これは半田
の濡れ性と反応性のSn濃度依存性がそれぞれ異
なるからである。Sn濃度については、少なくと
もPb濃度が高い合金半田よりも優れた濡れ性を
得るためには、後述の実施例にもみられるように
60wt％以上とする必要がある。
の両側のSn−Pb合金層の厚さおよびSn濃度は、
厳密にいえば半田付すべき金属との反応性を考慮
して決定することが好ましい。しかし、一般に半
田付すべき金属との反応性を無視できる場合に
は、単純に厚くそしてSn濃度が高いほほど良い
といえる。半田付すべき金属との反応性を無視で
きない場合（あまり強く反応されると困る場合）
には、濡れ性と反応性が適度に充足するところを
もつてその値を選択する必要がある。これは半田
の濡れ性と反応性のSn濃度依存性がそれぞれ異
なるからである。Sn濃度については、少なくと
もPb濃度が高い合金半田よりも優れた濡れ性を
得るためには、後述の実施例にもみられるように
60wt％以上とする必要がある。
Sn−Pb合金層の厚さについては、Sn濃度が100
％（純Sn）の場合には１μあれば十分な濡れ性
を示す。しかし、Sn濃度が低くなると、必要な
Sn量を確保して濡れ性を保つためにはその厚さ
をさらに厚くする必要がある。しかしその厚さを
あまり厚くしすぎると、Niなど半田付すべき金
属を拡散によつて奪うことにもなる。
％（純Sn）の場合には１μあれば十分な濡れ性
を示す。しかし、Sn濃度が低くなると、必要な
Sn量を確保して濡れ性を保つためにはその厚さ
をさらに厚くする必要がある。しかしその厚さを
あまり厚くしすぎると、Niなど半田付すべき金
属を拡散によつて奪うことにもなる。
このことから本発明のクラツド半田において
は、Sn−Pb合金層の厚さは当該Sn−Pb合金層中
のSn濃度によつて１〜６μの範囲とされる。後
述の実施例によれば、Sn−Pb合金層の厚さは６
μ（通常のめつき厚さ）までならば、前記した拡
散反応が比較的緩慢に行われるので問題にならな
いことが確認されている。
は、Sn−Pb合金層の厚さは当該Sn−Pb合金層中
のSn濃度によつて１〜６μの範囲とされる。後
述の実施例によれば、Sn−Pb合金層の厚さは６
μ（通常のめつき厚さ）までならば、前記した拡
散反応が比較的緩慢に行われるので問題にならな
いことが確認されている。
従来の耐熱性のPb−Sn合金半田はSn濃度が20
％以下になると濡れ性の低下が顕著であることか
ら、溶融凝固後の組成が同一の場合本発明のクラ
ツド半田は以上の点で大いにメリツトを発揮す
る。
％以下になると濡れ性の低下が顕著であることか
ら、溶融凝固後の組成が同一の場合本発明のクラ
ツド半田は以上の点で大いにメリツトを発揮す
る。
次に本発明の実施例を説明する。
実施例 １
純Pb板の両側に純Sn板を配置し接着一体化し
て構成されたクラツド半田において、各種Sn被
覆層の厚さのクラツド半田を夫々Cu、Ni、板上
で溶融した結果を第１図に示す。
て構成されたクラツド半田において、各種Sn被
覆層の厚さのクラツド半田を夫々Cu、Ni、板上
で溶融した結果を第１図に示す。
又、Sn被覆層の厚さを４μとしてこの被覆層
のSn濃度の異なる各種クラツド半田を溶融した
結果を第２図に示す。なお加熱は、フラツクスを
使用せずに水素雰囲気中で行い、加熱温度は約
400℃であつた。
のSn濃度の異なる各種クラツド半田を溶融した
結果を第２図に示す。なお加熱は、フラツクスを
使用せずに水素雰囲気中で行い、加熱温度は約
400℃であつた。
これによりいずれのクラツド半田も、従来の合
金半田より溶融時の拡がり面積が大きく、Sn層
の厚さが大きくなるにつれ、又Sn濃度が高くな
るにつれて拡がり性が良くなることがわかる。と
くにSn層厚さについては、１μ被覆ですでに従
来の合金半田と比較して格段に濡れ性が向上して
いること、又Sn濃度については、Ni基盤の場合
で明らかなように60％以上で急速に濡れ性が良く
なり効果のあることがわかる。Sn濃度100％末満
の場合のSn層はあえてことわらないがSn−Pb合
金層であることはもちろんである。
金半田より溶融時の拡がり面積が大きく、Sn層
の厚さが大きくなるにつれ、又Sn濃度が高くな
るにつれて拡がり性が良くなることがわかる。と
くにSn層厚さについては、１μ被覆ですでに従
来の合金半田と比較して格段に濡れ性が向上して
いること、又Sn濃度については、Ni基盤の場合
で明らかなように60％以上で急速に濡れ性が良く
なり効果のあることがわかる。Sn濃度100％末満
の場合のSn層はあえてことわらないがSn−Pb合
金層であることはもちろんである。
実施例 ２
第３図に、Niメツキ板（メツキ厚さ４μ）上
で純Sn被覆クラツド半田を溶融した場合におい
て、前記半田との反応によるNiメツキ金属の溶
融減量（初期厚さに対する比率で示す）と前記半
田のSn被覆層厚さの関係を示す。
で純Sn被覆クラツド半田を溶融した場合におい
て、前記半田との反応によるNiメツキ金属の溶
融減量（初期厚さに対する比率で示す）と前記半
田のSn被覆層厚さの関係を示す。
加熱条件は、実施例１の場合と同様であるが、
Sn被覆層の厚さは６μ程度まではNiの減少量が
高々初期厚さの20％程度であり、非常に緩慢であ
る。しかし、その厚さがさらに厚くなるに従い
Ni減少量が急激に増加することが認められる。
このことから、Sn被覆層の厚さは６μ以下が望
ましいといえる。
Sn被覆層の厚さは６μ程度まではNiの減少量が
高々初期厚さの20％程度であり、非常に緩慢であ
る。しかし、その厚さがさらに厚くなるに従い
Ni減少量が急激に増加することが認められる。
このことから、Sn被覆層の厚さは６μ以下が望
ましいといえる。
以上の説明から明らかなように、本発明のクラ
ツド半田によれば、表面にSn濃度の高い層を設
けてその厚さおよびSn濃度を特定することによ
り、半田付に際してきわめて良好な濡れ性および
反応性を示すので接着が非常に容易であり、接着
不良も著しく減少せしめることができる。
ツド半田によれば、表面にSn濃度の高い層を設
けてその厚さおよびSn濃度を特定することによ
り、半田付に際してきわめて良好な濡れ性および
反応性を示すので接着が非常に容易であり、接着
不良も著しく減少せしめることができる。
そして、半田付後は均一な組成となるために、
Pb濃度の高い合金半田としての耐熱性を示すと
いう特有の優れた効果がある。さらに半田は非常
に実用的である。
Pb濃度の高い合金半田としての耐熱性を示すと
いう特有の優れた効果がある。さらに半田は非常
に実用的である。
第１図はクラツド半田を加熱溶融したときの
Sn被覆層の厚さと半田の拡がり面積との関係を
示す特性図、第２図はクラツド半田を加熱溶融し
たときのSn被覆層中のSn濃度と半田の拡がり面
積との関係を示す特性図、第３図はNi基板金属
上でクラツド半田を溶融したときのSn被覆層厚
さとNiの溶融減少量との関係を示す特性図であ
る。
Sn被覆層の厚さと半田の拡がり面積との関係を
示す特性図、第２図はクラツド半田を加熱溶融し
たときのSn被覆層中のSn濃度と半田の拡がり面
積との関係を示す特性図、第３図はNi基板金属
上でクラツド半田を溶融したときのSn被覆層厚
さとNiの溶融減少量との関係を示す特性図であ
る。
Claims (1)
- １ Pb板の両面にそれぞれSn濃度が60％以上の
Sn−Pb合金板（Sn濃度が100％の純Sn板を含
む）が接着一体化された三層構造のクラツド半田
からなり、該クラツド半田においてPb層の両側
のSn−Pb合金層の厚さがそれぞれ当該Sn−Pb合
金層中のSn濃度によつて１〜６μの範囲とさ
れ、さらにクラツド半田全体のSn濃度が20％以
下とされて構成されることを特徴とするクラツド
半田。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14104877A JPS5474248A (en) | 1977-11-24 | 1977-11-24 | Clad solder |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14104877A JPS5474248A (en) | 1977-11-24 | 1977-11-24 | Clad solder |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5474248A JPS5474248A (en) | 1979-06-14 |
| JPS6125471B2 true JPS6125471B2 (ja) | 1986-06-16 |
Family
ID=15283028
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14104877A Granted JPS5474248A (en) | 1977-11-24 | 1977-11-24 | Clad solder |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5474248A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59209500A (ja) * | 1983-05-12 | 1984-11-28 | Hitachi Cable Ltd | 銅−半田クラツド材 |
| AT385932B (de) * | 1985-12-13 | 1988-06-10 | Neumayer Karl | Band- bzw. drahtfoermiges material |
| JPS6471591A (en) * | 1987-09-09 | 1989-03-16 | Sumitomo Spec Metals | Joining method for metal or alloy piece |
| JPH04270092A (ja) * | 1991-01-21 | 1992-09-25 | Mitsubishi Electric Corp | 半田材料及び接合方法 |
-
1977
- 1977-11-24 JP JP14104877A patent/JPS5474248A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5474248A (en) | 1979-06-14 |
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