JPS62142067A - 半田との合金層形成の少ない複合材 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本願発明は、電子機器用リード材をラジェータ用フィン
材等半田付作業を必要とする材料、特に半田との合金層
形成が少ない複合材に関するものである。

［従来技術とその問題点コ 電子機器用のリード線、半導体用リードフレーム、ラジ
ェータ用フィン祠などは、通常半［Ｕ付作業に供される
。このような半田付けされた部材には、銅と半ＦＢの界
面に必ず脆い金属間化合物（ＣＵ　３３ｎ　、　Ｃｕ　
６３ｎ　ｓ　）が形成され、半田付部の信頼を損う原因
となっている。とりわけ、電子ＦＭ器関係における半田
付作業には！１１心の注意が払われているが、半田付作
業中の条件（温度。

時間）により、また使用々途で温度上界を来たずもので
は、使用中に６化合物が成長する場合もある。

従って、半田付作業ににって金属間化合物の生成が少く
、使用中の悪環境の中でｂその成長が少く、実質的に無
害で、信頼性の高い材料の開発が望まれている。

［発明の目的］ 本発明は、前記した従来技術の欠点を解消し、半田付部
が過大な熱を受けても金属間化合物の生成が少く、かつ
半田付は可能な材料を提供するものである。

［発明の概要］ 本発明の要旨は、銅または銅合金からなる母材（△）に
溶融半田が濡れ難い異種金属（Ｂ）を被覆するか拡散さ
せてなる材料表面（Ｃ）の更にその上に、それよりも半
田に濡れ易い別の金属（Ｄ）を被覆したことにある。

この場合（Ｂ）金属としては、溶融半田が濡れ難いもの
が選定されるが、単独あるいは銅と合金化してこの機能
を発揮するのは、ＡＩ、Ｎｉが良い。

しかし、この場合の半田の濡れ梵さは、（Ａ）。

＜０＞金属との比較によって決められるので、例えば（
Ｄ）金属として銅や銀を選ぶならば、ＡＩ。

Ｎｉ以外にす、ｚｎ等も使用できる。

また、（Ｄ）金属の厚さは、可能な限り薄いことが望ま
しい。溶融半［０と反応して（Ｄ）金属の一部は、半田
中に溶は込み特有の化合物を形成する可能性がある。従
って、できるだけ薄くして全準が半田中に溶は込んでも
半田（Ｓｎ　）の固溶体となるようにｊ７さを設定する
のがよい。しかし、あまり薄いと（Ｂ）、（Ｃ）金属の
影響が現われ、半田付は性を害することになるので、０
．００１〜１０μｍ程度が望ましい。

また、（［３）、（Ｃ）層についてもこれが拡散バリヤ
となり得る厚さを化合物生成限界として０．００１〜３
０μｍが望ましい範囲である。

なお、本発明にいう半田の濡れ性の判定は、次のように
して行う。

１１３００℃に保持したＰｂバスを用意する。

（２無酸素銅の板にＺｎ（、ｆｅｚ系フラックスを塗布
し、Ｐｂバス上に浮かべ、一定時間、例えば３秒経過し
、フラックスが反応するのを待つ。

（３１１ｍｔｍ　Ｘ　１０φのＰｂ−４０％Ｓｎブラン
クを板上に乗ぜ゛た後、一定時間、例えば約３０秒後に
取り出し、半田の拡がった面積を比較する。

（４）面積の大ぎいもの夕濡れ性が優れていると定義す
る。

複連する実施例は、母材として条、線材の場合を示すが
、本発明は表面が銅または銅合金であれば、パイプ、棒
、各種部品に６応用できることは勿論である。

また、本発明では、三層構成について述べであるが、こ
れを拡張することは可能でおる。例えば三層構成の上に
他の機能要求のために別の金属が被覆され、四層構成と
なった場合であるが、下の三層が半田の拡がりと、拡散
を防止する構成ならば、本発明の変形と言うべきである
。

［発明の実施例コ 以下、実施例について説明する。

実施例１ 厚さＯ，Ｂｍｍ、幅６００＃のＣｕ−０，１２％３ｎ合
金条の表面に、Ａ１を蒸着により０．１μの厚さに被覆
した後、連続炉により８００℃×２分間通炉し、表面Ａ
１を拡散させた。この材料を厚さ０．４＃Ｉ＋まで圧延
した（す、その表面に、電気メツキ法によりＣＵを０．
５μの厚さに被覆した複合材を製作した。この材料は、
幅２５ｍｍにスリットされ、半導体リードフレーム用に
供され、足の部分にＰｂ−６０％３ｎ半田が溶融メッキ
されたが、母材界面に金属間化合物の生成はなく、折り
曲げても半田が剥離する現蒙は無かった。

実施例２ 太さ２．４φの無酸素銅線材の表面に、Ｚｎ　−３％八
へ合金を溶融法により約０．３μｍの厚さに被覆し、こ
れをｓ　ｏ　ｏ　’ｃの連続炉で２分間加熱して表面に
拡散させた。この材料を１．６φまで引抜き加工した後
、電気メッキに」−り０．５μｍの厚さの銅メッキを施
した。このものは、電子機器のリード線として利用され
、折り曲げでｂ半ＩＴＩの剥離等のない鳴れたり−ド線
の機能を発揮した。

実施例３ 厚さ０．１ｍ、幅６００ｍｍ、長さ２００ｍの無酸素銅
条の表面に、Ｚｎ−１０％Ａ１合金の粉末をフラックス
作用を有する塗料と共に塗布した後、７００℃で５分の
連続焼鈍を廠して前記銅条の表面にＺｎ−△１の拡散層
を約５μｍ形成した。塗料の残物を除去した後、その表
面に電気メッキにより約５μｍの厚さのＣｕをメッキし
た。この材料を圧延により５０μに仕上げ、スリットし
た後、ラジェータコアに組立て、連続焼鈍により半田付
ｆ：Ｊを行った。

半田付は部の状況は極めて良好であり、化合物生成によ
る脆い特性は全く認められなかった。

［発明の効果Ｊ 本発明の祠Ｈによれば、原理的にも、また実際的にも金
属間化合物の生成は極めて少ない。即ち、下地の異わＦ
金属またはこれの拡散層はもともと半田と濡れ難い。従
って拡散の生じ難い金属層が選定してあり、半田と極め
て濡れ易い表面層を通じて半田が拡散して来ても、下地
の層で拡散が停滞してしまう。そして表面は半田が舗れ
易い金属群が選定されているので、半田付は性は通常と
遜色はない。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）表面が銅または銅合金から母材（Ａ）の表面に、
   母材（Ａ）よりも半田に対する濡れ性の劣る異種金属（
   Ｂ）を被覆または拡散させ、更にその表面（Ｃ）に、前
   記異種金属（Ｂ）および表面材料（Ｃ）よりも半田の濡
   れ性の優れた金属（Ｄ）を被覆してなることを特徴とす
   る半田との合金層形成の少ない複合材。
2. （２）金属（Ｂ）が組成の一部にＡｌまたはＮｉを含み
   、金属（Ｄ）がＣｕ、Ｚｎ、Ｓｎ、ＡｇまたはＮｉを含
   むことを特徴とする、前記第１項記載の複合材。
3. （３）金属（Ｂ）の厚さが０．００１〜３０μである、
   前記第１項または第２項記載の複合材。
4. （４）金属（Ｄ）の厚さが０．００１〜１０μである、
   前記第１項、第２項または第３項記載の複合材。
5. （５）電子機器用リード材またはラジエーター用フィン
   材である、前記第１項ないし第４項の何れかに記載の複
   合材。