JPS62267092A - クラツド板 - 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】 利用産業分野 この発明は、金属または合金の単板あるいは積層板から
なる基板上に、被着材お［を全面あるいは所要箇所に局
部的に、高能率で冷間圧着された新規なりラッド板に係
り、品質および密行性良好に連続する被着材料を被着し
てなるクラッド板に関する。

前日技術 電子部品用クラッド材料として、 Ｆｅ−Ｎｉ系Ｌ”１ＷｖＵｉ１　　（４０〜５５％Ｎ１
（Ｑ）−Ａｊ１反、（基板−被着材料、以を同配列） Ｆｅ−Ｎｉ系月着材１１　（４０〜５５％Ｎ１−Ｆｅ）
−八９ろう４反、Ｆｃ−Ｎｉ系月１１月利　（４０〜５
５％Ｎ１−Ｆｅ）　　−八〇（反、コバール合金板（２
５〜５０％Ｎｉ−１０〜２０％Ｃｏ−Ｆｃ）−八〇ろう
板、 銅系月着合金板−知板 等からなる２層ストライプクラッド板、またはＦｅ−Ｎ
ｉ系封着材料（４０〜５５％Ｎ１−Ｆｅ）　−ＡＩ板、
コバール合金板（２５〜５０％Ｎｉ−１０〜２０％Ｃｏ
−Ｆｅ）−ＡＣＩろう板、等からなる仝面りラッド板が
利用されている。

例えば、Ａ＆ストライプ状クりッド材利の製造には、４
２％Ｎｉ−Ｆｅ合金の金属基板帯を還元雰囲気中で焼鈍
し、基板表面の清浄化！ｌａ理を施したのち、ざらに冷
間圧接すべき表面部分にバフ研摩を施して清浄化し、１
条あるいは所要パターンの複数条のＮ条をこの基板上に
川ね合せて冷間圧接し、圧接後あるいは少なくとも１回
の冷間圧延を行なった後、６００’Ｃ以下で拡散炉なま
し処理して、Ａ＆条と金属基板との接合を完全にし、ざ
らに、クラッド材訪１の寸法、形状を調整するため、少
なくとも１回の冷間圧延を行ない、さらに、ストライブ
状にクラッドすることによる基板幅方向に不均一に残冒
した内部応力歪あるいは打法き加工後のエツジ部の残留
歪を除去するため、５５０’Ｃ以下で熱処理したり、５
５０°Ｃ以下で加熱してクラッド条に張力を付与し、伸
びを付加して矯正する製造方法が、一般に採用されてい
る。

しかし、ワイヤバフ研摩等の機械的研摩では、所要圧接
予定表面以外の基板表面、例えば全表面まで研摩され、
研摩によって研摩表面に割れの発生や鱗片状金属粉の発
生付着及び異物が残存する恐れが必り、被着材の圧接の
際に圧接面に金属粉。

該異物あるいは気体の巻き込みが起り、被着材表面に膨
れを生じる問題がある。

また、基板表面に１条または複数条の被着材を設ける所
謂ストライプ状クラッド板の場合は、特に、割れが冷間
圧接または後続の冷間圧延時に金属微粉を生成し、前記
金属微粉がクラッド板に付着する原因となり、クラッド
板表面の品質を劣化させる等の問題を有するほか、従来
の製造方法では、多大の工程ヤ熱処理を要し、製造コス
トの上昇、並びに拡散炉なまし時の被着材料等の疵や表
面品質の低下が問題となっていた。

発明の目的 この発明は、金属板表面の清浄化に起因する問題点が解
消され、被着材表面の膨れが防止され、かつ高密着性を
有し、表面品質にすぐれ、高能率で製造できるクラッド
板を目的としている。

発明の構成と効果 出願人は先に、上述のクラッド板の製造方法の問題点を
解決した製造方法として、走行中のＦｅ系封着合金板の
仝置市るいは所要箇所の局部面に、レーザービームを照
射、あるいは予備加熱後レーザービームを照射しｔ、照
射層表面に被着材料を冷間圧接する方法を提案（特願昭
６０−１３０１９１＠、特願昭６０−２３０８６６号）
し、ざらに、高密着性を有し、表面品質にすぐれたクラ
ッド板を目的として種々検討し、この発明を完成した。

すなわら、この発明は、金属または合金の単板あるいは
積層板からなる基板表面の１主面または両主面の全面あ
るいは所要箇所に、レーザービームの照射により形成す
る基板材および／または被着材料に応じて選定する中間
層材の溶融凝固硬化層を介在させて、連続する被着材料
を被着してなることを特徴とするクラッド板である。

ざらに、詳述すれば、この発明によるクラッド板は、走
行中の基板表面の被着予定表面を、そのままあるいは非
酸化性°雰囲気中で、加熱装置にて予備加熱した後、基
板表面の被着予定表面に、直線状、ジグザグ状、蛇行あ
るいは仝面均−なレーザービームの照射を連続的あるい
は断続的に行なうと、表面に付着している異物、油脂、
水分がレーザー光を吸収してガス化し、除去されるため
、清浄な表面が得られ、ざらに、異物等だけでなく、基
板にも吸収され１０μｍ以下、望ましくはサブミクロン
オーダーの極表面層を、溶融凝固させて硬化層を形成し
、被竹材の冷間圧接時に、基板表面の硬化層に内部のす
べり変形によって、表面に微細な亀裂を生じさせること
により、内部の新生面を露出させて基板と被着材料との
密着強度を著しく向上させることができ、従来の機械的
研摩にともなう表面の割れ、金属粉、残留異物の発生、
付着を防止でき、気体の巻き込みが発生せずにクラッド
材表面の膨れがなくなる利点がある。

発明の図面に塁づく聞示 第１図Ａ、Ｂ図はこの発明によるクラッド板を示す塞板
の斜視説明図であり、同Ｃ−Ｅ図はこの発明によるクラ
ッド板の縦断説明図である。

この発明によるクラッド板は、Ａ図及び０図に示す如く
、例えば、ｒｅ−Ｎ；系封看材料（４０〜５５％Ｎ１−
ｒｅ）からなる基板（１）の全面に、レーザービームの
照射により形成した基板材の溶融凝固硬化層（２）を介
して、Ｍ板などの被管材料（３）が冷間圧接にて連続し
て被着された構成のほか、Ｂ図に示す如く、基板（１）
の所要箇所、例えば中央部に、レーザービームの照射に
より形成した基板材の溶融凝固硬化層（２）を介して、
被着材料（３）が冷間圧接にて連続して被着された所謂
ストライプ状村４成からなる。なお、ストライプ状に被
管材料（３）を被着するのに、基板（１）に被着材料（
３）幅の溝部を形成し、溝部に溶融凝固硬化層（２）を
介して被着してもよい。

また、所要材質の被管材お１（３）と基板（１）との組
合せに応じて、中間層材を介在させたクラッド板が知ら
れているが、この発明によるクラッド材は、Ｄ図に示す
如く、例えば、「ｅ　−Ｎ　ｉ系封谷材料（４０〜５５
％Ｎ１−ｒｅ）からなる基板（１）の所要主面に、レー
ザービームの照射により形成した基板材の溶融凝固硬化
層（２）を介して、Ｎｉなとの中間層材（４）を連続的
に被管し、さらに、この中間層材（４）の表面に、レー
ザービーム照射による中間層材の溶融凝固硬化層（５）
を介して、Ａ（ｌろう材などの被着材料（３）を連続的
に被着した構成からなる。

Ｃ，Ｄ図では、基板（１）が？ｌ板からなる場合でかつ
一方主面に被管材料を有するクラッド板を１悦明したが
、該基板（１）の両面に、同種あるいは異種の被管材料
を設ける場合も同様である。

また、Ｅ図に示すクラッド板は、基板が２層からなる場
合であり、塞板は、例えば、Ｆｅ−Ｎｉ系封着材料の基
板材（１ａ）とＣＵ金合金基板材（１ｂ）から７．＾す
、Ｆｅ−Ｎｉ系封着材料の基板材（１ａ）には、レーザ
ービームの照射により形成した基板材の溶融凝固硬化層
（２）を介して、Ｎｉの中間層材（４）を連続的に被着
し、さらに、この中間層材（４）の表面に、レーザービ
ーム照射による中間層材の溶融凝固硬化層（５）を介し
て、Ａ（Ｉろう材の被着材料（３ａ）を連続的に被管し
てあり、ざらに、Ｃｕ合金の基板材（１ｂ）には、レー
ザービームの照射により形成した基板材の溶融凝固硬化
層（２）を介して、八〇ろう板の被着材料（３ｂ）が冷
間圧接にて連続して被管された構成からなる。

この発明によるクラッド板の構成は、基板及び被看＋Ａ
判の組み合ｌ！等に応じて種々の構成がおるが、いずれ
の場合も、被管材お１および／または中間層材は、レー
ザービームの照射により形成される溶融凝固硬化層を介
して被着されるため、Ｈ１ｉ１表面でかつ内部の新生面
を露出させて基板と被管材お１および／または中間層材
との密着強度を著しく向上させることができ、従来の機
械的研摩にともなう表面の割れ、金属粉、残留異物の発
生、付着を防止でき、気体の巻き込みが発生せずにクラ
ッド材表面の膨れがなくなり、品質がすぐれている。

また、積層板からなる基板は、従来方法にて所要基板材
を積１田した基板であるほか、レーザービームの照射に
より形成される溶融凝固硬化層を介、して積層した基板
でもよい。

発明の好ましい実施態様 この発明における金属または合金の単板あるいは積層板
からなる基板は、 Ｆｅ−Ｎｉ系封析材料（４０〜５５％Ｎ１−ｒｅ）、コ
バール合金板（２５〜５０％Ｎｉ−１０〜２０％Ｃｏ　
−Ｆｅ　）、Ｃｕ合金板（Ｂｅ１．１％以下、　Ｔｉ　
１．０％以下、　Ｃｒ　１．６％以下、　Ｆｅ　６．０
％以下、　Ｎｉ１５．０％以下、　２１１４５％以下、
８０．５％以下、　Ｓｉ　６．０％以下、　Ｐｂ　Ｏ，
０８％以下、Ｐｏ、５以下、ＴｅＯ，６％以下、　Ｈｇ
０．６％以下。

Ｚｒ０．７％以下、　）Ｉｎ　７％以下、　ｃｏ　２％
以下、　Ａ（１１，５％以下、　Ｃｄ　１．３％以下、
／Ｖ１２％」ス下、　５ｎ１２％以下の少なくとも１種
を含有し、残部Ｃｕからなる。但し添加元素を２種以上
含有の場合は、その総量は４５％以下となる）、 また、中間層材には、Ｃｕ、　Ｎｉ等が好ましい。

また、被管材料として、／Ｖ、Ａ＆合金板、ＡＣ１板。

Ａｃｔろう板、黄銅ろう板、はんだ板が好ましい。

また、この発明によるクラッド板は、全面クララド板の
場合、その板厚は、０．０５〜５．０ｍｍが好ましく、
ストライプ状クラッド板の場合、その板厚は、０．０５
〜１．０ｍｍが好ましく、目的用途に応じて板厚を適宜
選定するとよい。

この発明において、レーザービーム照射前の予備加熱は
、Ａｒ、　Ｎ２ガス等の非酸化性雰囲気中もしくは町ガ
ス等の還元性雰囲気中で、例えば、光ビーム、　ＹＡＧ
レーザ−９ＣＯ２レーナー、高周波または低周波等の加
熱装置にて、２００　’Ｃ〜１０００’Ｃに予備加熱す
るのが好ましい。

この発明において、溶融凝固硬化層を形成するためのレ
ーザービームの照射における、レーザー波長は、表面の
付着物、油脂、水分に吸収されやすい５μｍ以下、好ま
しくは基板への吸収効果の大なる２μｍ以下の波長を用
いることが望ましい、ざらに、好ましくは１１０ｌ１以
下の極表面層の溶融凝固が可能であれば、いかなる方法
でもよく、例えば、スポット状にビームを集光させて基
板表面の直交方向に照射し、基板とレーザービームとを
基板の長手方向に同方向あるいは逆方向に移動させたり
、ざらには、レーザービームを基板幅方向に振幅させな
がら暴板艮手方向に移動ざＶたり、波谷予定表面の全面
に均一に照射するか、あるいは被着予定表面上にビーム
をジグザグ走行、蛇行させたり、縞状に部分照射するな
どの方法が採用できる。

この発明のクラッド板の基板に施すレーク“−ビームの
照射条件として、ビームのパワー密度は、１００ｋＷ／
Ｉｎ２〜１５００ｋＷ／ｍｍ”の範囲が好ましく、ざら
に好ましくは、３００ｋＷ／ｍｍ２〜９００ｋＷ／ｍｍ
２である。

実施例 実施例１ 金属基板には、 板厚０．５ｍｍ、板幅３３ｍｍの４２％Ｎｉ−Ｆｅ合金
板、被着材料には、 板厚ｏ、ｏａｍｍ、板幅１０ｔｎｍ、純度９９．７％の
Ｎ仮を使用した。

照射ボックス内雰囲気ガス、Ａｒガス、基板移動速度１
０ｍ／ｍｉｎでめった。

ＹＡＧレーザー照射装置には、波長１μｍ、出力１００
Ｗの１０　ｋＨ２Ｑスイッチレーザーを用い、レンズ焦
点間距離１００ｍｍの条件で、基板幅中央部に、幅１０
ｍｍで、基板長手方向に連続して、レーザービームによ
る均一の照射面を形成し、同照射面に前記ＡＩ板を圧接
ロールにて、圧延率３２．５％で冷間圧接した。

その後、１回の冷間圧延を施して、板厚０．２５ｍｍ、
板幅３０ｍｍ寸法からなるこの発明によるストライブト
クラッド板を得た。なお、全圧延率は５０％であった。

また、比較のため、同種の金属基板と被着材料を用い、
基板表面に、０．１ｍｍφワイヤー回転ブラシ、移動速
度２２　ｍ／ｓのワイＶ−バフω１摩条件で、従来の機
械的研摩を施したのち、Ｍ板を冷間圧接し、同一寸法の
ストライブトクラッド板を得た。

得られた２種のクラッド板の寸法、外観性状及び機械的
性質を調べ、その結果を第１表に示す。

第１表から明らかなように、本発明方法によると、軟質
製品を１ワることができ、かつ外観性状がすぐれ、すこ
ぶる品質のよいクラッド板が得られることが分る。

第１表 実施例２ 金属基板に、板厚０．３５　ｍｍ、板幅３３順の４２％
Ｎｉ−Ｆｅ合金板を用い、該金属基板の１主面の中央部
に、幅５．５市部分を４００℃に予備加熱した。

ざらに、波長１μｍ、出力ｉｏｏｗのＱスイッチパルス
レーザ−を用いて、実施例１と同一のレーザービーム照
射条件で、第２図に示す如く、金属基板上にレーザービ
ームをジグザグ状に照射し、照射部分ａと非照射部分す
とを形成し、被着材料であるＮの冷間圧接を施したのら
、１回の冷間圧延を施して、板厚０．２５　ｍ１ｌｌ、
板幅３３ｍｍ寸法からなるこの発明によるストライプ状
クラッド板を得た。

なお、全圧延率は２９％であった。

ざらに、本発明におけるレーザービーム照射後の基板の
圧接前表層から内部にかけての硬さの状況及び比較例の
ワイヤーバフ研摩後の基板表層から内部にかけての硬さ
の状況を測定し、第３図にその結果を示す。

第３図から明らかなように、ワイヤーバフ研摩後の表層
は約ＩＱｕ、ｍの厚さにわたり、硬化しており、溶融凝
固硬化層は内部より変形能力が劣るため、圧接時の変形
により割れを生じ、その割れに現われる新生面に被着材
がよく密行する。このことは、圧接後の密着性試験とし
て加熱処理を施すと、この亀裂が拡散の起点となること
から理解される。

実施例３ 金属基板（１０）には、板厚０．４５　ｍｍ１板幅１３
０ｍｍの４２％Ｎｉ−Ｆｅ合金板を用い、この基板の１
主面に、波長１μｍ１出力１００ＷのＱスイッチパルス
レーザ−を用い、２５ｍｍ間隔で幅５．５市の４条のレ
ーザービーム照射面を形成できるレーザービーム照ｑ４
装置（１１）により、実施例１と同一のレーザービーム
照射条件で、第４図に示す如く、４条の照射面を形成し
、被着材お１で必る前記Ｎ板（１２）を、圧接ロール（
１３）にて４条の各照射面に同時に冷間圧接を施したの
ち、３回の冷間圧延を施して、板厚０．２５　ｍｍ、板
幅１３０ｍｍ寸法からなるこの発明による多条ストライ
ブトクラッド板（１４）を１１だ。

その後、スリッター（１５）にて、板厚０．２５　ｍｍ
。

板幅２５ｍｍ寸法からなるこの発明による］状スｉ・ラ
イブトクラッド板（１６）を得た。なお、全圧延率は４
４％であった。

また、比較のため、同種の金属基板と被着材料を用い、
基板表面に、０．１ｍｍφワイヤー回転ブラシ、移動速
度２２　ｍ／ｓのワイヤーバフ付１摩条イ′−１で、従
来の機械的研摩を施したのち、Ａ＆板を冷間圧接し、同
一寸法のストライプ状クラッド板を冑た。

（ワられた２種のクラッド板の１法、外観性状及び機械
的性質を調べ、その結果を第２表に示す。

第２表から明らかなように、本発明方法によると、軟質
製品を得ることができ、かつ外観性状がすぐれ、すこぶ
る品質のよいクラッド板が得られることが分る。

以下余白 第２表 実施例の効果 従来のワイヤーパフ研摩で生じる実施例に示した態様は
、圧接前の表面処理として有効であるが、その反面、付
着物、油脂、水分を減少させ、圧接に必要な清浄面を得
るまで研摩処理を行なうと、研摩面は著しく粗面となり
、鱗片状金属粉の発生付着及び圧接面への気体の巻き込
む障害を残ず恐れがあり、また、かかる研摩を、基板上
の細いストライプ状の被着予定部分に、限定して施すこ
とは困難である。

これに対して、この発明のレーザービーム照射では、実
施例の如く、ストライプ状の所要部分に施すことが可能
であり、照射条件の選定により、粗面が生じることなく
、付着物、油脂、水分が除去され、溶融凝固硬化層の厚
さをコントロールできる。

また、この溶融凝固硬化層には硬化が認められ、該硬化
層は圧接時、内部のすべり変形の影響により、表面に微
細な亀裂を生じ、その亀裂に現われる新生面は、比較例
の場合より、小さい圧延率でより多くの圧接面積を占め
、かつ均一に分イ５し、被呑材がよく密着することは、
圧接後の密着性試験として加熱処理を施すと、拡散が均
一に進行することからも確認できた。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ、Ｂ図はこの発明によるクラッド板を示す基板
の斜視説明図であり、同Ｃ−Ｅ図はこの発明によるクラ
ッド板の縦断説明図である。第２図は実施例におけるレ
ーザービームの照射方法を示す基板の上面図である。第
３図はこの発明によるクラッド板の基板深さとビッカー
ス硬さとの関係を示すグラフである。第４図Ａ、Ｂはこ
の発明によるクラッド板を製造するための製造装置の斜
視説明図である。 １・・・基板、ｌａ、　ｌｂ・・・基板材、２，５・・
・溶融凝固硬化層、３．３ａ、　３ｂ・・・被着材料、
４・・・中間層材、１０・・・基板、１１・・・レーザ
ービーム照射装置、１２・・・Ａ＆板、１３・・・圧接
ロール、１４・・・多条ストライブトクラッド仮、１５
・・・スリッター、１６・・・１状ストライブトクラッ
ド板、ａ・・・照射部分、ｂ・・・非照射部分。 第１ （Ａ） （Ｂ） （Ｃ） 第４図 （Ａ） （Ｂ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　金属または合金の単板あるいは積層板からなる基板
   表面の少なくとも１主面の全面あるいは所要箇所に、基
   板材の溶融凝固硬化層を介在させて、連続する被着材料
   を被着してなることを特徴とするクラッド板。 ２　金属または合金の単板あるいは積層板からなる基板
   表面の少なくとも１主面の全面あるいは所要箇所に、基
   板材の溶融凝固硬化層を介在して被着された中間層材料
   表面に、中間層材の溶融凝固硬化層を介在させて、連続
   する被着材料を被着してなることを特徴とするクラッド
   板。 ３　金属または合金の単板あるいは積層板からなる基板
   表面の１主面の全面あるいは所要箇所に、基板材の溶融
   凝固硬化層を介在させて、連続する被着材料を被着して
   なり、他方主面の全面あるいは所要箇所に、基板材の溶
   融凝固硬化層を介在して被着された中間層材料表面に、
   中間層材の溶融凝固硬化層を介在させて、連続する被着
   材料を被着してなることを特徴とするクラッド板。