JPS6199599A - 接合方法及びその材料 - Google Patents
接合方法及びその材料Info
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- JPS6199599A JPS6199599A JP21996784A JP21996784A JPS6199599A JP S6199599 A JPS6199599 A JP S6199599A JP 21996784 A JP21996784 A JP 21996784A JP 21996784 A JP21996784 A JP 21996784A JP S6199599 A JPS6199599 A JP S6199599A
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- joining
- alloy
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- joined
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- 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
- B23K35/22—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
- B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
- B23K35/3006—Ag as the principal constituent
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の技術分野］
本発明は、接合方法及びその材料に関する。
し発明の技術的背景とその問題点］
一般に、？！！数の部品を接合するのに用いる接合材料
としては、優れた加工性と高い接合強度を持つことが要
求される。また近年では、接合時の省エネルギー或いは
被接合物が受ける熱ストレスの軽減化、炉の汚染の軽減
化の観点から、低い作真温度、即ち、低い溶ａ温度を有
することも併せて要求されてぎている。
としては、優れた加工性と高い接合強度を持つことが要
求される。また近年では、接合時の省エネルギー或いは
被接合物が受ける熱ストレスの軽減化、炉の汚染の軽減
化の観点から、低い作真温度、即ち、低い溶ａ温度を有
することも併せて要求されてぎている。
さて、従来から、使用する雰囲気を問わず安定して適用
できる接合材料としては、銀〈以下、八〇と称する）に
、Ｗ４（以下ｃｕと称する）を２８重Ωパーセント（以
下、ｗｔ％と称する）添加したＡ！ｌｌ−Ｃｕ共晶合金
（Ｊ Ｉ Ｓ、 ＢＡａ−８）が主に用いられている。
できる接合材料としては、銀〈以下、八〇と称する）に
、Ｗ４（以下ｃｕと称する）を２８重Ωパーセント（以
下、ｗｔ％と称する）添加したＡ！ｌｌ−Ｃｕ共晶合金
（Ｊ Ｉ Ｓ、 ＢＡａ−８）が主に用いられている。
しかし乍ら、上記Ａ ｇ−Ｃｕ共晶合金は、その溶融温
度が７７９°Ｃと高いため、実際の接合作業温度は８０
０℃を越える高温を選択しなければならず、被接合物に
よっては熱ストレスに耐えられないケースが多々発生し
ている。そして、この接合布９４度を７５０℃以下とす
るためには、接合合金の溶融温度は更に数十℃低い７３
０℃以下、好ましくは７００℃以下である必要がある。
度が７７９°Ｃと高いため、実際の接合作業温度は８０
０℃を越える高温を選択しなければならず、被接合物に
よっては熱ストレスに耐えられないケースが多々発生し
ている。そして、この接合布９４度を７５０℃以下とす
るためには、接合合金の溶融温度は更に数十℃低い７３
０℃以下、好ましくは７００℃以下である必要がある。
そこで、かかる接合材料の低溶触点化の技術の（一つと
しては、例えばＪＩＳ現格のＢＡｒ＋−２（３５９６△
ｇ−２６％Ｃｕ−２１％Ｚｎ−１８％Ｃ１１，液相温度
約７００℃）が知られている。
しては、例えばＪＩＳ現格のＢＡｒ＋−２（３５９６△
ｇ−２６％Ｃｕ−２１％Ｚｎ−１８％Ｃ１１，液相温度
約７００℃）が知られている。
しかし乍ら、上記接合材を斗は、低溶融１度化には有効
であるが、亜鉛、ガトミウム（」ス下、央々Ｚｎ、ｃｄ
と称する）等の高蒸気圧元素を含有するため、接合炉内
壁の汚染、被接合物の汚染、人体への影響も指摘されて
いる。
であるが、亜鉛、ガトミウム（」ス下、央々Ｚｎ、ｃｄ
と称する）等の高蒸気圧元素を含有するため、接合炉内
壁の汚染、被接合物の汚染、人体への影響も指摘されて
いる。
また、接合材料の低溶融点化を図るその他の技術として
は、人体へのＣｄの影響をなくするためにインジウム、
錫（以下、夫々）ｎ、Ｓｎと称する）を活用する方法が
知られている。
は、人体へのＣｄの影響をなくするためにインジウム、
錫（以下、夫々）ｎ、Ｓｎと称する）を活用する方法が
知られている。
例えば、特開昭５０−７４５５１号公報（八〇−４５〜
６０． Ｃｕ −１５〜２５． Ｚｎ−１９〜２９．５
ｎ−０，５〜４．Ｉｎ−０．５〜５）特開昭５１−６２
１６４号公報（ＡＤ−２５〜３７、Ｃｕ −３５〜７２
．Ｐ （リン）＝１〜７、またはこれにＩｎ−１〜７．
Ｚｎ−１〜２７の１種又は２種）、 特開昭５１−１１７１４８号公報（Ａｌｌｌ−１８〜４
８．Ｃｕ −１５〜４０．Ｚｎ−２０〜３５゜５ｎ−０
，５〜７またはこれにＩｎ−０，５〜７゜Ｍｎ（ｖンガ
ン）−０，１５〜２．Ｌｉ （リチウム）−０，１５
〜５の少なくとも２種）、特開昭５１−１２８６６４号
公１ （Ａ＋１ ＝３０〜５０．Ｃｕ−１０〜２５．Ｚ
ｎ−１０〜２５゜０（＋−１５〜３０にｉｎ、Ｓｎ、Ｇ
ａ （ガリウム）。
６０． Ｃｕ −１５〜２５． Ｚｎ−１９〜２９．５
ｎ−０，５〜４．Ｉｎ−０．５〜５）特開昭５１−６２
１６４号公報（ＡＤ−２５〜３７、Ｃｕ −３５〜７２
．Ｐ （リン）＝１〜７、またはこれにＩｎ−１〜７．
Ｚｎ−１〜２７の１種又は２種）、 特開昭５１−１１７１４８号公報（Ａｌｌｌ−１８〜４
８．Ｃｕ −１５〜４０．Ｚｎ−２０〜３５゜５ｎ−０
，５〜７またはこれにＩｎ−０，５〜７゜Ｍｎ（ｖンガ
ン）−０，１５〜２．Ｌｉ （リチウム）−０，１５
〜５の少なくとも２種）、特開昭５１−１２８６６４号
公１ （Ａ＋１ ＝３０〜５０．Ｃｕ−１０〜２５．Ｚ
ｎ−１０〜２５゜０（＋−１５〜３０にｉｎ、Ｓｎ、Ｇ
ａ （ガリウム）。
Ｇｅ （ゲルマニウム）の１？ｌのときには１〜１２
％、２陣のときには１〜１５％）等が知られている。
％、２陣のときには１〜１５％）等が知られている。
しかし乍ら、これらの接合材料は、Ｉｎ、Ｓｎは低い蒸
気圧特性を有するものの、いずれもＺｎ等高蒸気圧元素
を含有する点において上記接合材料ＢＡＱ−２と同ｆｆ
ｉの欠点がある。
気圧特性を有するものの、いずれもＺｎ等高蒸気圧元素
を含有する点において上記接合材料ＢＡＱ−２と同ｆｆ
ｉの欠点がある。
ざらに、接合材１１の低溶融点化を図るその他の技ｔＦ
ｉとしては、Ａ（ｌとＣＬＩとをベースとし、ＳｎとＩ
ｎとを共同添加したＡ（Ｊ−Ｃｕ−８ｎ−Ｉ ｎ ４元
素が、接合材料として特開昭５１−１３２１４号、特公
昭４４−１１００９号にて開示されている。
ｉとしては、Ａ（ｌとＣＬＩとをベースとし、ＳｎとＩ
ｎとを共同添加したＡ（Ｊ−Ｃｕ−８ｎ−Ｉ ｎ ４元
素が、接合材料として特開昭５１−１３２１４号、特公
昭４４−１１００９号にて開示されている。
すなわち、まず前者はＡｇ−７０〜４７ｗｔ％。
Ｃｕ −２５〜４ Ｑｗｔ％、５ｎ−２〜５ｗｔ％、
Ｉｎ−３〜７ｗｔ％からなり、雰囲気ガス中または真
空中での接合が可能で、加工性良好な恨ロウ合金である
ことを主旨としている。
Ｉｎ−３〜７ｗｔ％からなり、雰囲気ガス中または真
空中での接合が可能で、加工性良好な恨ロウ合金である
ことを主旨としている。
しかし乍ら、この合金組成の範囲で１よ、低溶融点化に
対して最も期待できる可能性の高い３ｎ−５ｗｔ％、Ｉ
ｎ −７ｗｔ％の合金においてさえ接合作業温度が７５
０℃以上となり、成る程度の接合強度は得られるものの
被接合物への熱ストレスが著しくなる等、実質的に好ま
しい接合結果を得ることが困難であるばかりでなく、Ｓ
ロー６ｗｔ％。
対して最も期待できる可能性の高い３ｎ−５ｗｔ％、Ｉ
ｎ −７ｗｔ％の合金においてさえ接合作業温度が７５
０℃以上となり、成る程度の接合強度は得られるものの
被接合物への熱ストレスが著しくなる等、実質的に好ま
しい接合結果を得ることが困難であるばかりでなく、Ｓ
ロー６ｗｔ％。
Ｉｎ−７ｗｔ％より多い３ｎ、ｉｎでは同公報でも述べ
ているように加工性が低下するという欠点を有している
。
ているように加工性が低下するという欠点を有している
。
一方、後者はＡ９とＣｕ共晶合金に３ｎ＋１ｎ＝３０〜
６０ｗｔ％、 Ｓｎ −１５〜３０ｗｔ％、１ｎ−１５
〜３０Ｖｌｔ％でかつＳｎ 、／Ｉｎ −１，・１かう
なり、Ａｇ−Ｃｄ０系接点合金に対する。５れ性を改善
するためにＳ ｎ−Ｉ ｎ合金を従来の共晶接合合金に
添加することを主旨としている。
６０ｗｔ％、 Ｓｎ −１５〜３０ｗｔ％、１ｎ−１５
〜３０Ｖｌｔ％でかつＳｎ 、／Ｉｎ −１，・１かう
なり、Ａｇ−Ｃｄ０系接点合金に対する。５れ性を改善
するためにＳ ｎ−Ｉ ｎ合金を従来の共晶接合合金に
添加することを主旨としている。
しかし乍ら、この接合材料では、濡れ性の劣るＣｄＯに
対して３ ｎ、 ］ ｎを大きに使用しているので、合
金を線材や薄板状に加工するのが非常に困難であるとい
う欠点を有している。
対して３ ｎ、 ］ ｎを大きに使用しているので、合
金を線材や薄板状に加工するのが非常に困難であるとい
う欠点を有している。
［発明の目的１
本発明は上記に基づいてなされたもので、その目的は、
適度に低い接合作業温度の採用が可能で、且つ加工性の
優れた材料として経済的でしかも被接合物へ与える熱ス
トレスの少ない接合方法及びその材料を提供することに
ある。
適度に低い接合作業温度の採用が可能で、且つ加工性の
優れた材料として経済的でしかも被接合物へ与える熱ス
トレスの少ない接合方法及びその材料を提供することに
ある。
［発明の慨要１
上記目的を達成するために本発明の接合材料は３ｎ、ｌ
ｎの少なくとも１種を含有し、且つＡ（ｌとＣＩＪとの
比率が略Ａｐ−Ｃｕ系の共晶組成よりなるＡ＋１−Ｃｕ
％３ｎ又は／及びＩｎ系合金ヲ１６礎組成とし、０．０
３〜１ｗｔ％のボロンを含有してなるものとし、接合方
法は、７５０℃より高い接合作業温度で接合する第１の
接合箇所と、５００〜７５０℃の接合作業温度で接合す
る第２の接合ｒ 箇所とを、上記接合材料を用い
て順次ロウ接合することを特勺とする。
ｎの少なくとも１種を含有し、且つＡ（ｌとＣＩＪとの
比率が略Ａｐ−Ｃｕ系の共晶組成よりなるＡ＋１−Ｃｕ
％３ｎ又は／及びＩｎ系合金ヲ１６礎組成とし、０．０
３〜１ｗｔ％のボロンを含有してなるものとし、接合方
法は、７５０℃より高い接合作業温度で接合する第１の
接合箇所と、５００〜７５０℃の接合作業温度で接合す
る第２の接合ｒ 箇所とを、上記接合材料を用い
て順次ロウ接合することを特勺とする。
［発明の実施例］
以下、本発明の実施例を詳細に説明する。
まず、実施例の説明に先立ち、本発明の）〒用される条
件について説明する。即ち、上述した目的を達成させる
ためには、八〇とＣ１とを基調とし低い蒸気圧特性を有
する元素を活用することが（ｑ策と考えられる。
件について説明する。即ち、上述した目的を達成させる
ためには、八〇とＣ１とを基調とし低い蒸気圧特性を有
する元素を活用することが（ｑ策と考えられる。
接合作業は、大気中或いは雰囲気ガス中で行なわれる以
外に真空中で行なう場合もある。特に真空中で行なう場
合には、前述したように高蒸気圧成分の蒸発による炉、
被接合物等への汚染が著しいので、通常、接合作業が行
なわれる７５０°Ｃ〜８００℃での蒸気圧は、蒸発抑制
の１ｑ点から１×１０’Ｔｏｒｒよりも低いことが必要
であると考えられる。
外に真空中で行なう場合もある。特に真空中で行なう場
合には、前述したように高蒸気圧成分の蒸発による炉、
被接合物等への汚染が著しいので、通常、接合作業が行
なわれる７５０°Ｃ〜８００℃での蒸気圧は、蒸発抑制
の１ｑ点から１×１０’Ｔｏｒｒよりも低いことが必要
であると考えられる。
そして、８００℃でＩ Ｘ １０” ＴＯｒｒより低い
蒸気圧を有する元素としては、Ｉｎ （６Ｘ１０４Ｔ
ｏｒｒ ）、 Ｓｎ （６Ｘ１０’−’ Ｔｏｒｒ
）カ好マしい元素として夫々挙げられる。これに対して
、接合材料として通常多用されているＺｎは、２Ｘ１０
” ２Ｔｏｒｒ 、 （：ｄは１Ｘｉｏ＋３’ｒｏｔ”
ｒであり好ましくない。
蒸気圧を有する元素としては、Ｉｎ （６Ｘ１０４Ｔ
ｏｒｒ ）、 Ｓｎ （６Ｘ１０’−’ Ｔｏｒｒ
）カ好マしい元素として夫々挙げられる。これに対して
、接合材料として通常多用されているＺｎは、２Ｘ１０
” ２Ｔｏｒｒ 、 （：ｄは１Ｘｉｏ＋３’ｒｏｔ”
ｒであり好ましくない。
そこで、Ａｇ−Ｃｕ合金の液相温度を下げることができ
、且つ低い蒸気圧性を有するｉｎ、３ｎの使用が有（り
と考えられる。
、且つ低い蒸気圧性を有するｉｎ、３ｎの使用が有（り
と考えられる。
この低い蒸気圧性を有する接合材料は、例えば、接合を
要する多数の部品で構成される構造体、電子部品等で許
される空隙が極く微小な精密部品、或いは復雑な（ａ造
を有する被接合体等において、その内部の各部品、接合
部分が夫々確実に接合されているか否かを確認する必要
があるときには、各部品、接合部分夫々を段階的に接合
する接合方法を探ることが好ましい。
要する多数の部品で構成される構造体、電子部品等で許
される空隙が極く微小な精密部品、或いは復雑な（ａ造
を有する被接合体等において、その内部の各部品、接合
部分が夫々確実に接合されているか否かを確認する必要
があるときには、各部品、接合部分夫々を段階的に接合
する接合方法を探ることが好ましい。
上述した諸要求を満足するには、低い蒸気圧性、低い溶
融点、及びある程度の加工性を有する新たな接合材料が
必要とされる。
融点、及びある程度の加工性を有する新たな接合材料が
必要とされる。
通當知られているＡ ｇ−Ｃｕ−８ｎ系接合材料、及び
７へｏ−Ｃｕ−１ｎｎ接接材料に関する実験によれば、
これらは３ｎ、ｉｎの低い蒸気圧特性によって周辺への
汚染は防止される材料であるが、一方、接合雰囲気条件
によってロウ材の流動性不良を起こしやすい傾向を有し
、そのため電子部品等精密箇所の接合において、局部的
に被接合物の表面に１れていないところが観察され、ま
た気密性を要するところへの適用のときには気密性不良
を示す用合も認められた。
７へｏ−Ｃｕ−１ｎｎ接接材料に関する実験によれば、
これらは３ｎ、ｉｎの低い蒸気圧特性によって周辺への
汚染は防止される材料であるが、一方、接合雰囲気条件
によってロウ材の流動性不良を起こしやすい傾向を有し
、そのため電子部品等精密箇所の接合において、局部的
に被接合物の表面に１れていないところが観察され、ま
た気密性を要するところへの適用のときには気密性不良
を示す用合も認められた。
これらの現象を示した接合箇所をｍ ｍ 鏡的に眼察す
ると、数μｍ又は数１００μｍ程度の大きさの空孔の存
在が認められる場合が多く、且つこの場合の素材自身に
は、ガスが多く含有される傾向にあることが判った。
ると、数μｍ又は数１００μｍ程度の大きさの空孔の存
在が認められる場合が多く、且つこの場合の素材自身に
は、ガスが多く含有される傾向にあることが判った。
このような接合後の接合層中の空孔の特に精密筒所の接
合部での発生は、接合部の接合強さの相持、或いは気密
性の確保などの点で、逢力「ｌｔｈする必要がある。
合部での発生は、接合部の接合強さの相持、或いは気密
性の確保などの点で、逢力「ｌｔｈする必要がある。
また、空孔の大きさもＡｇ−Ｃｕの初晶に相当している
ことから、接合材１ミ１自体の相憚の微性化が必要であ
る。
ことから、接合材１ミ１自体の相憚の微性化が必要であ
る。
上述したように接合層中における空孔の存在は、接合部
の接合信頼性のｎ９点から好ましいものではない。また
その発生原因は、接合条件の選定等の接合技術、或いは
接合合金の溶解時のガスの吸収等か関係していることは
明らかであるが、これ以外にも３ｕ、ｉｎの多ｐ添加に
よる加工性の低下に起因する加工時にロウ材内に発生す
るミクロ的亀裂部に付着・吸蔵するガス、或いは水分も
原因として加えられる。このことは、Ｓ ｎ、 Ｉ ｎ
を多９に含何する接合合金自体の加工性の向上の必要性
を示唆している。
の接合信頼性のｎ９点から好ましいものではない。また
その発生原因は、接合条件の選定等の接合技術、或いは
接合合金の溶解時のガスの吸収等か関係していることは
明らかであるが、これ以外にも３ｕ、ｉｎの多ｐ添加に
よる加工性の低下に起因する加工時にロウ材内に発生す
るミクロ的亀裂部に付着・吸蔵するガス、或いは水分も
原因として加えられる。このことは、Ｓ ｎ、 Ｉ ｎ
を多９に含何する接合合金自体の加工性の向上の必要性
を示唆している。
前述した条件を４Ｍだすためには、最も重要である所定
溶融温度を確保した上で、接合材料自体の７１０工性が
ｂれていること、接合層には空孔の残存がないことが、
良好な接合結果を得るのに重要と言える。
溶融温度を確保した上で、接合材料自体の７１０工性が
ｂれていること、接合層には空孔の残存がないことが、
良好な接合結果を得るのに重要と言える。
本発明では、上記の如くの観点に基づきＡ Ｃ＋−ＣＬ
ｌ−１ｎ系合金又は／及び３ｎ系合金の長所を利用すべ
く 、 Ａｇ−Ｃｕ−１ｎ系合金又は／及び５ｎ−ｓ系
合金を種々検討し、低融点性、加工性の（点において工
業的＠ｉ値の高い新規な接合合金を開光した。
ｌ−１ｎ系合金又は／及び３ｎ系合金の長所を利用すべ
く 、 Ａｇ−Ｃｕ−１ｎ系合金又は／及び５ｎ−ｓ系
合金を種々検討し、低融点性、加工性の（点において工
業的＠ｉ値の高い新規な接合合金を開光した。
第１図及び第２図は夫々本発明に係る接合材料を用いて
２個の部品を接合する例を断面図にて示したものである
。第１間及び第２図において、予しめ、８部品７は、第
１の接合筒所４にて接合材料５によりへ部品６の側面に
Ｏつ接接合されている。そして最後に、へ部品６は、第
２の接合箇所２にて接合材料３により本体基部１にＯつ
接接合されている。
２個の部品を接合する例を断面図にて示したものである
。第１間及び第２図において、予しめ、８部品７は、第
１の接合筒所４にて接合材料５によりへ部品６の側面に
Ｏつ接接合されている。そして最後に、へ部品６は、第
２の接合箇所２にて接合材料３により本体基部１にＯつ
接接合されている。
この場合、７５０〜５００°Ｃの接合作業温度で接合す
る第２の接合箇所２を接合するとき、７５０℃より高い
接合作業温度で接合する第１の接合箇所４の接合部の８
部品７が落下、或い（ま外れのないように１の接合箇所
４に使う接合材料５の溶融点は、第２の接合箇所２に用
いる接合材ｕ３の溶融点よりも高くする必要がある。即
ち、少なくとも５０〜１００℃の温度差のあることが好
ましい。
る第２の接合箇所２を接合するとき、７５０℃より高い
接合作業温度で接合する第１の接合箇所４の接合部の８
部品７が落下、或い（ま外れのないように１の接合箇所
４に使う接合材料５の溶融点は、第２の接合箇所２に用
いる接合材ｕ３の溶融点よりも高くする必要がある。即
ち、少なくとも５０〜１００℃の温度差のあることが好
ましい。
一方、本体基部１とへ部品６との間隙８が慴造上十分に
とれない構成では、第２の接合局所２に用いる接合材料
３の蒸気圧が高いときＢ部品７の表面に接合材料３が蒸
着する場合がある。
とれない構成では、第２の接合局所２に用いる接合材料
３の蒸気圧が高いときＢ部品７の表面に接合材料３が蒸
着する場合がある。
特に、？′ｌ！密部品の接合の場合には、接合材料を微
細にかつ複雑な形状に打抜くため、嵌れた加工性か要求
さ１すると共に、接合部の接合信頼性を確保するために
接合部内の残存空孔、及び接合材料自身のガス含有Ｑな
どは（モカ少なく調整することが１要である。
細にかつ複雑な形状に打抜くため、嵌れた加工性か要求
さ１すると共に、接合部の接合信頼性を確保するために
接合部内の残存空孔、及び接合材料自身のガス含有Ｑな
どは（モカ少なく調整することが１要である。
さて、上述したような接合条件に適用する特に第２の接
合筒所２を接合する接合材料３を選択する目安として、
別表に示した液相温度、接合作業の好ましい温度、接合
部の強さ、接合内の空孔、接合材料のガス伊及び接合材
料の加工性を挙げて、Ａ Ｑ−ＣＬｌ−１ｎ系合金又は
７・′及び５ｎ−Ｂ系合金の評価を行った。
合筒所２を接合する接合材料３を選択する目安として、
別表に示した液相温度、接合作業の好ましい温度、接合
部の強さ、接合内の空孔、接合材料のガス伊及び接合材
料の加工性を挙げて、Ａ Ｑ−ＣＬｌ−１ｎ系合金又は
７・′及び５ｎ−Ｂ系合金の評価を行った。
上記評価に使用したへ〇−Ｃｕ−Ｉｎ系合金、へｏ−Ｃ
ｕ−８ｎ系合金、Ａ ｇ−ＣＩＩ−Ｉ ｎ−Ｂ系合金、
へり−Ｃｌｌ−８ＩＩ−Ｂ系合金、Ａ Ｑ−Ｃｕ−Ｉ
ｎ−８ｎ−Ｂ系合金の製造の慨要を示す。
ｕ−８ｎ系合金、Ａ ｇ−ＣＩＩ−Ｉ ｎ−Ｂ系合金、
へり−Ｃｌｌ−８ＩＩ−Ｂ系合金、Ａ Ｑ−Ｃｕ−Ｉ
ｎ−８ｎ−Ｂ系合金の製造の慨要を示す。
即ち、上記表に示した各組成を有する夫々の試料を秤吊
し、約８５０〜９００℃の耐火るつぼ中で真空溶解した
後鋳造し、直径２０ｍ、長さ２００順の素材を得る。
し、約８５０〜９００℃の耐火るつぼ中で真空溶解した
後鋳造し、直径２０ｍ、長さ２００順の素材を得る。
つぎに、この素材を４５０〜７００ ℃で熱間鍛造した
後に、冷間圧延、熱間圧延と熱処理を組合せながら、８
柊的に厚さ８５μｍ２幅５０ｍの薄板を製作する。
後に、冷間圧延、熱間圧延と熱処理を組合せながら、８
柊的に厚さ８５μｍ２幅５０ｍの薄板を製作する。
そして、この時の表面亀裂の程度等加工性について評価
したところ、上記表のように、Ｂ（ボロン）を含有しな
い比較例−１、比較例−３、比較例−５、及びＢ（ホロ
ン）を０．０１５％含有した比較１！’！１−２の４例
の場合は、亀裂発生などによって加工作業（鍛造又は圧
延）が困難であった。
したところ、上記表のように、Ｂ（ボロン）を含有しな
い比較例−１、比較例−３、比較例−５、及びＢ（ホロ
ン）を０．０１５％含有した比較１！’！１−２の４例
の場合は、亀裂発生などによって加工作業（鍛造又は圧
延）が困難であった。
そのためこの４神の材料については、塊状の材料を評１
ｉｌｉｘ材として使用し、その他のものについては厚さ
８５μｍ１幅５０ａｍの薄板まで圧３１ ｕ、直径２．
４ｍの円板を打抜き、第２の接合箇所２に使用する接合
材料とした。
ｉｌｉｘ材として使用し、その他のものについては厚さ
８５μｍ１幅５０ａｍの薄板まで圧３１ ｕ、直径２．
４ｍの円板を打抜き、第２の接合箇所２に使用する接合
材料とした。
尚、第１の接合箇所に使用する接合材料は通常の共晶銀
ロウを使用した。
ロウを使用した。
次に第１図において、予じめ７２％へｑ−ｃｕｍロウ（
溶融点７７９℃）を用いて８２０℃で８部品７をへ部品
６に接合した後、このへ部品６と本体基部１とを第２の
接合箇所２で接合した場合、夫々の接合材料の評１ｉＩ
ｉ拮渠についてを述べる。
溶融点７７９℃）を用いて８２０℃で８部品７をへ部品
６に接合した後、このへ部品６と本体基部１とを第２の
接合箇所２で接合した場合、夫々の接合材料の評１ｉＩ
ｉ拮渠についてを述べる。
即ち、各接合材料の接合作業温度は、上記表に好ましい
温度として併記した。接合結果を上記表に示すように、
ｉｎを約２０％含有したＡｇ−Ｃり合金（比較例−１）
では、薄板状への８：延加工は全く不可能であり、例え
ば、°電子部品の接合のように極りｙ！！密な接合を行
うようなときのロウ材としては不便である。
温度として併記した。接合結果を上記表に示すように、
ｉｎを約２０％含有したＡｇ−Ｃり合金（比較例−１）
では、薄板状への８：延加工は全く不可能であり、例え
ば、°電子部品の接合のように極りｙ！！密な接合を行
うようなときのロウ材としては不便である。
一方、Ｂ（ボロン）を、０．０１５％含有させたＡ！１
ｌ−Ｃｕ−Ｉｎ合金（比較例−２）でも、はぼ同じ状況
で、温度的には有利であるものの薄板への加工が困テ霞
である。特にＭ密な打抜きを要するときには亀裂のみな
らず破断を呈し、且つ加工時のミク［１的亀裂部へのガ
スの吸着などの不都合を示す。
ｌ−Ｃｕ−Ｉｎ合金（比較例−２）でも、はぼ同じ状況
で、温度的には有利であるものの薄板への加工が困テ霞
である。特にＭ密な打抜きを要するときには亀裂のみな
らず破断を呈し、且つ加工時のミク［１的亀裂部へのガ
スの吸着などの不都合を示す。
このガスの吸着は、素材自体に内蔵されるガスと共に接
合時の加熱工程中及び溶融時に放出され被接合部分近傍
を汚染しく主として醒化）、その拮累、接合界面同士の
濡れ性を低下させたり、接合部内に空孔を残存させて、
接合強さの低下を招いたり、真空気密部に使用したとき
には真空リークを招く場合がある。特に電子部品など微
細部分での接合には、わずかな鑑れていない部分の発生
、或いは空孔の発生は、極力避ける必要がある。
合時の加熱工程中及び溶融時に放出され被接合部分近傍
を汚染しく主として醒化）、その拮累、接合界面同士の
濡れ性を低下させたり、接合部内に空孔を残存させて、
接合強さの低下を招いたり、真空気密部に使用したとき
には真空リークを招く場合がある。特に電子部品など微
細部分での接合には、わずかな鑑れていない部分の発生
、或いは空孔の発生は、極力避ける必要がある。
ここで述べた現象は、／’１−Ｃ１−Ｉｎ （比較例
１゜２）のみならずＡｇ−Ｃｕ−３ｎ （比較例−３
）、Ａり−Ｃｕ−Ｉｎ−８ｎ （比較例−５）でも認
められて（いる・ これに対して、Ｂ（ボロン）を０．０３％含有したへｑ
−Ｃｕ−Ｉｎ （実施例−１） 、Ａ！Ｊ−Ｃｕ−８
ｎ（実施例−４）などでは、上記欠点が大幅に改良され
ている。Ｂ（ボロン）を最低限０．０３９６含有するこ
とによって引張り強さも少なくとも２５に９以上を維持
でき、更に上記表に示すように、接合部内の残存空孔も
大幅に少なくなり且つ亀裂なく薄板への加工が可能であ
るばかりでなく素材中のガス含有量も著しく減少してい
る。
１゜２）のみならずＡｇ−Ｃｕ−３ｎ （比較例−３
）、Ａり−Ｃｕ−Ｉｎ−８ｎ （比較例−５）でも認
められて（いる・ これに対して、Ｂ（ボロン）を０．０３％含有したへｑ
−Ｃｕ−Ｉｎ （実施例−１） 、Ａ！Ｊ−Ｃｕ−８
ｎ（実施例−４）などでは、上記欠点が大幅に改良され
ている。Ｂ（ボロン）を最低限０．０３９６含有するこ
とによって引張り強さも少なくとも２５に９以上を維持
でき、更に上記表に示すように、接合部内の残存空孔も
大幅に少なくなり且つ亀裂なく薄板への加工が可能であ
るばかりでなく素材中のガス含有量も著しく減少してい
る。
以上よりＢ（ボロン）伊は０．０３％で前記効果を発揮
するが、８（ボロン）！ｌは更に多い０．３％近傍（実
施例−２，実施例−５，実施例−６）でも、又１％近傍
（実施例−３）でも同じ効果を維持する。
するが、８（ボロン）！ｌは更に多い０．３％近傍（実
施例−２，実施例−５，実施例−６）でも、又１％近傍
（実施例−３）でも同じ効果を維持する。
この場合、Ｂ（ボロン）が１％以上になると溶融点への
影響も無視できなくなると共に、溶解時の８の添加技術
も高度化を要求されるなど得策でない。従って本発明に
おける上記特性改善の為には、Ｂ（ボロン）は１％で充
分でおることからその範囲は０．０３〜１％に限定され
る。
影響も無視できなくなると共に、溶解時の８の添加技術
も高度化を要求されるなど得策でない。従って本発明に
おける上記特性改善の為には、Ｂ（ボロン）は１％で充
分でおることからその範囲は０．０３〜１％に限定され
る。
一方、Ｓｎ又は／及びＩｎのりが、１０％未消では、液
相温度が７００℃を確保することが出来ず、本発明の主
旨から不適当であり、又、２５？６以上ではＢ（ボロン
）を添加しても精密部品用として必要な加工性を確保す
ることが出来ないため１０〜２５％の３ｎ又は／及び）
ｎを含有したＡ （１−Ｃｕ合金に対してＢ（ボロン）
を含有させるものとする。
相温度が７００℃を確保することが出来ず、本発明の主
旨から不適当であり、又、２５？６以上ではＢ（ボロン
）を添加しても精密部品用として必要な加工性を確保す
ることが出来ないため１０〜２５％の３ｎ又は／及び）
ｎを含有したＡ （１−Ｃｕ合金に対してＢ（ボロン）
を含有させるものとする。
、 次に上記接合材料の製造について述べる。即ち、
実施例−６の場合、カーボン坩堝に４６２ｇの八〇を収
納し、真空巾約１１００℃で溶解後、これにＣｕ及びＣ
ｕ−２％Ｂ母合金をｃｕｔ！ｉが２９０９となるよう添
加し、更に８０９のＩｎ、２４１９の３ｎを同時に添加
し、Ａ （＋−ＣＩｔ−８ｎ−Ｉ ｎ−８インゴツトを
得た。
実施例−６の場合、カーボン坩堝に４６２ｇの八〇を収
納し、真空巾約１１００℃で溶解後、これにＣｕ及びＣ
ｕ−２％Ｂ母合金をｃｕｔ！ｉが２９０９となるよう添
加し、更に８０９のＩｎ、２４１９の３ｎを同時に添加
し、Ａ （＋−ＣＩｔ−８ｎ−Ｉ ｎ−８インゴツトを
得た。
そして、次に表面の皮むき及び焼鈍後、約１％程度の加
工度で所定の厚さまで温間又は冷間圧延を行う。
工度で所定の厚さまで温間又は冷間圧延を行う。
ボロン源としては、上記実施例−６で示したＣ１−８ｎ
合金以外でも金属ボロンをＡｇ又はＣｕの箔に包み、こ
れを、Ａｇ−Ｃｕ溶渇中に投入し攪拌しても同じ効果で
ある。
合金以外でも金属ボロンをＡｇ又はＣｕの箔に包み、こ
れを、Ａｇ−Ｃｕ溶渇中に投入し攪拌しても同じ効果で
ある。
上述したように、本実施例の接合材料は、３ｎ又は／及
びＩＯの少なくとも１種を１０〜２５ｗｔ％含有するＡ
ＩＪ−Ｃｕ合金のＡ（ｌとＣｕが略々共晶比率にある
合金に対して、Ｂ（ボロン）を０．０３〜１ｗｔ％含有
するようにした接合材料であって、被接合部など他の部
品面を汚染することなく経済的でかつ信頼性に優れた工
業的１ｉＩｌｉ値の高い材料を得ることができるもので
ある。
びＩＯの少なくとも１種を１０〜２５ｗｔ％含有するＡ
ＩＪ−Ｃｕ合金のＡ（ｌとＣｕが略々共晶比率にある
合金に対して、Ｂ（ボロン）を０．０３〜１ｗｔ％含有
するようにした接合材料であって、被接合部など他の部
品面を汚染することなく経済的でかつ信頼性に優れた工
業的１ｉＩｌｉ値の高い材料を得ることができるもので
ある。
尚、本発明の接合材料を使用して前述した接合を行なう
場合には、大気中、雰囲気ガス中、真空中で接合作業を
行なうことが可能であるが、特に第１の接合筒所を雰囲
気ガス（水素等）中、第２の接合箇所を真空中で行なう
か、若しくは第１および第２の接合箇所とも真空中で１
１なった場合が特に有効的である。またこの場合、真空
中で行なうとぎには１０’ Ｔｏｒｒ以上の高真空で（
テなうことが好ましい。
場合には、大気中、雰囲気ガス中、真空中で接合作業を
行なうことが可能であるが、特に第１の接合筒所を雰囲
気ガス（水素等）中、第２の接合箇所を真空中で行なう
か、若しくは第１および第２の接合箇所とも真空中で１
１なった場合が特に有効的である。またこの場合、真空
中で行なうとぎには１０’ Ｔｏｒｒ以上の高真空で（
テなうことが好ましい。
［発明の効果］
以上述べたように本発明によれば、接合材料としてＳｎ
、Ｉｎの少なくとも−１と、Ａ（ｌとＣｕとの比率が略
Ａ （１−Ｃｕ系の共晶組成よりなる基礎組成と、０．
０３〜１ｗｔ％のボロンとからなり、この接合材料を用
いて７５０℃より高い接合作業温度で接合する第１の接
合箇所と、５００〜７５０℃の接合作業温度で接合する
第２の接合箇所とを順次ロウ接合するようにしたので、
適宜に低い接合作業温度の採用が可能で且つ加工性の優
れた材料として経済的でしかも被加工物へ与える熱スト
レスの少ない接合方法及びその材料が提供できる。
、Ｉｎの少なくとも−１と、Ａ（ｌとＣｕとの比率が略
Ａ （１−Ｃｕ系の共晶組成よりなる基礎組成と、０．
０３〜１ｗｔ％のボロンとからなり、この接合材料を用
いて７５０℃より高い接合作業温度で接合する第１の接
合箇所と、５００〜７５０℃の接合作業温度で接合する
第２の接合箇所とを順次ロウ接合するようにしたので、
適宜に低い接合作業温度の採用が可能で且つ加工性の優
れた材料として経済的でしかも被加工物へ与える熱スト
レスの少ない接合方法及びその材料が提供できる。
第１図及び第２図は夫々本発明の実施例の接合材料を用
いて２調の部品を接合する実施例を示す断面図である。 １・・・本体基部、２・・・第２の接合箇所、３，５・
・・接合材料、４・・・第１の接合箇所、６，７・・・
Ａ、８部品、８・・・間隙。 出顎人代理人 弁理士 鈴江武彦 第１ 図 第２図
いて２調の部品を接合する実施例を示す断面図である。 １・・・本体基部、２・・・第２の接合箇所、３，５・
・・接合材料、４・・・第１の接合箇所、６，７・・・
Ａ、８部品、８・・・間隙。 出顎人代理人 弁理士 鈴江武彦 第１ 図 第２図
Claims (7)
- （１）Ｓｎ、Ｉｎの少なくとも一種と、ＡｇとＣｕとの
比率が略Ａｇ−Ｃｕ系の共晶組成よりなる基礎組成と、
０．０３〜１ｗｔ％のボロンとからなることを特徴とす
る接合材料。 - （２）Ｓｎ、Ｉｎの少なくとも一種の量が１０〜２５ｗ
ｔ％であり、且つ上記基礎組成の液相温度が略７００〜
５００℃であることを特徴とする特許請求の範囲第（１
）項記載の接合材料。 - （３）ボロンは、金属ボロン、Ｃｕ−Ｂ合金、ホウ化物
のいずれか一種であることを特徴とする特許請求の範囲
第（１）項記載の接合材料。 - （４）Ｓｎ、Ｉｎの少なくとも一種と、ＡｇとＣｕとの
比率が略Ａｇ−Ｃｕ系の共晶組成よりなる基礎組成と、
０．０３〜１ｗｔ％のボロンとからなる接合材料を用い
、７５０℃より高い接合作業温度で接合する第１の接合
同所と、５００〜７５０℃の接合作業温度で接合する第
２の接合箇所とを順次ロウ接合することを特徴とする接
合方法。 - （５）第１の接合箇所を雰囲気ガス中、且つ第２の接合
箇所を真空中にて接合することを特徴とする特許請求の
範囲第（４）項記載の接合方法。 - （６）第１の接合箇所及び第２の接合箇所を、真空中に
て接合することを特徴とする特許請求の範囲第（４）項
記載の接合方法。 - （７）真空中での接合は、１０＾−＾４Ｔｏｒｒ以上の
高真空で行なうことを特徴とする特許請求の範囲第（５
）又は第（６）項記載の接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21996784A JPS6199599A (ja) | 1984-10-19 | 1984-10-19 | 接合方法及びその材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21996784A JPS6199599A (ja) | 1984-10-19 | 1984-10-19 | 接合方法及びその材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6199599A true JPS6199599A (ja) | 1986-05-17 |
Family
ID=16743833
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21996784A Pending JPS6199599A (ja) | 1984-10-19 | 1984-10-19 | 接合方法及びその材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6199599A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013018041A (ja) * | 2011-07-13 | 2013-01-31 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | Ｂｉ系はんだ合金の製造方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5168457A (ja) * | 1974-12-11 | 1976-06-14 | Tsucha Seisakusho Kk | Takanshikinetsukokankiniokerutanbanto kannosetsugohoho |
| JPS5383953A (en) * | 1976-12-29 | 1978-07-24 | Toyota Motor Co Ltd | Antirust soldering method of radiator |
| JPS5865597A (ja) * | 1981-10-15 | 1983-04-19 | Mitsubishi Metal Corp | ろう付け部表面性状のすぐれたＡｇ合金ろう材 |
-
1984
- 1984-10-19 JP JP21996784A patent/JPS6199599A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5168457A (ja) * | 1974-12-11 | 1976-06-14 | Tsucha Seisakusho Kk | Takanshikinetsukokankiniokerutanbanto kannosetsugohoho |
| JPS5383953A (en) * | 1976-12-29 | 1978-07-24 | Toyota Motor Co Ltd | Antirust soldering method of radiator |
| JPS5865597A (ja) * | 1981-10-15 | 1983-04-19 | Mitsubishi Metal Corp | ろう付け部表面性状のすぐれたＡｇ合金ろう材 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013018041A (ja) * | 2011-07-13 | 2013-01-31 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | Ｂｉ系はんだ合金の製造方法 |
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