JPS6340639B2 - - Google Patents
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- JPS6340639B2 JPS6340639B2 JP19775081A JP19775081A JPS6340639B2 JP S6340639 B2 JPS6340639 B2 JP S6340639B2 JP 19775081 A JP19775081 A JP 19775081A JP 19775081 A JP19775081 A JP 19775081A JP S6340639 B2 JPS6340639 B2 JP S6340639B2
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- filler metal
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- brazing filler
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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
- B23K35/22—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
- B23K35/302—Cu as the principal constituent
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
Description
本発明は、銅部材の接合に用いる低融点ろう材
及びその使用方法に関する。 銅は最も熱伝導の良好な金属であるため、通常
の接合では接合部を銅の溶融温度まで集中加熱す
るのが困難であり信頼性のある継手は得難い。そ
のため銅部材の接合はろう付が一般に広く用いら
れている。ろう材として銀ろう及びリン銅ろうが
多用されているが、銀ろうは銀50％の含有量で高
価なためリン銅が多く用いられている。リン銅ろ
うは銅とリン、あるいはこれに銀が亜共晶組織の
範囲内で添加されたものであり、その組成はα銅
と共晶との混合状態になつており、従来のろう付
では接合面にろう材がそのまま残つて接合される
ために接合部は母材に比べて脆いという欠点があ
つた。またろう付温度は、BCuP−１で785℃〜
925℃、BCuP−５で705℃〜815℃と高温でろう
付している。そこで、本発明の目的は上記欠点を
解決した優れた低融点ろう材であり、このろう材
を用いて銅部材を接合する方法を提供するもので
ある。 すなわち、本発明を概説すれば、本発明は、リ
ンを3.0重量％〜6.5重量％、スズを12重量％〜23
重量％、残部銅及び不可避不純物からなることを
特徴とする低融点ろう材に関する。 本発明者等はろう材の各組成について固相線温
度を調べた。その結果の代表例を第１図及び第２
図に示す。第１図はCu−５％Ｐを基本とし、ス
ズ量を10〜30重量％まで変えた各組成における固
相線温度のグラフであり、横軸はスズ量（重量
％）を示し、縦軸は固相線温度（℃）を示す。ま
た第２図はCu−15％Snを基本とし、リン量を１
〜８重量％まで変えた各組成における固相線温度
のグラフであり、横軸はリン量（重量％）を示
し、縦軸は固相線温度（℃）を示す。第１図から
分る通り固相線温度550℃以下の範囲はスズ11〜
23重量％であり、その範囲未満でも、越えても固
相線温度は急激に高温側に移行する。また第２図
より、固相線温度が550℃以下の範囲はリン１〜
6.5重量％であることが分る。 本発明者等は種種の組合せのろう材について検
討を行つた。ろう材の製作は銅を残部、リン量を
１〜８重量％まで１％おきに、スズ量を10〜30重
量％まで５％おきに変えた組成をアルゴン雰囲気
中で溶解した。この組成のろう材を用い溶湯急冷
法により薄膜（15μｍ〜50μｍ）を製作した。こ
のようにして得られたろう材を接合面に介して接
合を行つた。その時の接合試料には無酸素銅棒を
用い、試料の大きさは直径８mm×長さ35mmの円柱
試験片とした。接合は第３図に示す装置により行
つた。すなわち第３図は本発明方法に用いる接合
装置の概略図であり、１は母材の無酸素銅棒、２
はろう材、３は高周波コイル、４は１を支持する
セラミツク治具を示す。 その結果の代表例を表１に示す。
及びその使用方法に関する。 銅は最も熱伝導の良好な金属であるため、通常
の接合では接合部を銅の溶融温度まで集中加熱す
るのが困難であり信頼性のある継手は得難い。そ
のため銅部材の接合はろう付が一般に広く用いら
れている。ろう材として銀ろう及びリン銅ろうが
多用されているが、銀ろうは銀50％の含有量で高
価なためリン銅が多く用いられている。リン銅ろ
うは銅とリン、あるいはこれに銀が亜共晶組織の
範囲内で添加されたものであり、その組成はα銅
と共晶との混合状態になつており、従来のろう付
では接合面にろう材がそのまま残つて接合される
ために接合部は母材に比べて脆いという欠点があ
つた。またろう付温度は、BCuP−１で785℃〜
925℃、BCuP−５で705℃〜815℃と高温でろう
付している。そこで、本発明の目的は上記欠点を
解決した優れた低融点ろう材であり、このろう材
を用いて銅部材を接合する方法を提供するもので
ある。 すなわち、本発明を概説すれば、本発明は、リ
ンを3.0重量％〜6.5重量％、スズを12重量％〜23
重量％、残部銅及び不可避不純物からなることを
特徴とする低融点ろう材に関する。 本発明者等はろう材の各組成について固相線温
度を調べた。その結果の代表例を第１図及び第２
図に示す。第１図はCu−５％Ｐを基本とし、ス
ズ量を10〜30重量％まで変えた各組成における固
相線温度のグラフであり、横軸はスズ量（重量
％）を示し、縦軸は固相線温度（℃）を示す。ま
た第２図はCu−15％Snを基本とし、リン量を１
〜８重量％まで変えた各組成における固相線温度
のグラフであり、横軸はリン量（重量％）を示
し、縦軸は固相線温度（℃）を示す。第１図から
分る通り固相線温度550℃以下の範囲はスズ11〜
23重量％であり、その範囲未満でも、越えても固
相線温度は急激に高温側に移行する。また第２図
より、固相線温度が550℃以下の範囲はリン１〜
6.5重量％であることが分る。 本発明者等は種種の組合せのろう材について検
討を行つた。ろう材の製作は銅を残部、リン量を
１〜８重量％まで１％おきに、スズ量を10〜30重
量％まで５％おきに変えた組成をアルゴン雰囲気
中で溶解した。この組成のろう材を用い溶湯急冷
法により薄膜（15μｍ〜50μｍ）を製作した。こ
のようにして得られたろう材を接合面に介して接
合を行つた。その時の接合試料には無酸素銅棒を
用い、試料の大きさは直径８mm×長さ35mmの円柱
試験片とした。接合は第３図に示す装置により行
つた。すなわち第３図は本発明方法に用いる接合
装置の概略図であり、１は母材の無酸素銅棒、２
はろう材、３は高周波コイル、４は１を支持する
セラミツク治具を示す。 その結果の代表例を表１に示す。
【表】
上記、表１の結果及び前記固相線温度の結果か
ら、リン３〜6.5重量％、スズ12〜23重量％の組
成のろう材が最も良好な性質を示すことが分つ
た。 すなわち、上記、組成において、リンが３重量
％未満になるとろう材の自溶性が損われ、ぬれ性
が著しく低下する上に融点も上昇し、本発明の目
的を達成することができない。またリンが6.5重
量％を越えるとCu3Pなる化合物が多く晶出し、
脆弱になる上に融点も上昇して同様に本発明の目
的に合わなくなる。 スズは添加量が12重量％未満では、作業上の融
点が下がらず目的に合致しないし、また23重量％
を越えると脆弱になり、かつ融点が上昇しリンの
自溶性も低下するので目的に合致しなくなるので
ある。 本発明は、また、上記ろう材を用いて銅部材を
接合する方法において、ろう材に生成する液相部
を加圧することによつて、接合面外に排出するこ
とを特徴とする銅部材の接合方法に関する。 本発明のろう材を用いて接合を行うには、例え
ば第３図に概略図として示した装置を使用する。
その工程は第４図の接合の工程図のように行わ
れ、この圧接法は第５図の圧接プロセスのグラフ
によつて説明される。すなわち母材（Cu）と母
材（Cu）との間に、ろう材を挿入し温度が固相
線温度以上の選定温度（Tmax）に達した時点
で、アプセツト圧（P2）を負荷し、脆弱な化合
物、酸化膜等を接合面外に排出させて、接合面内
にはα銅のみを残して接合するのである。なお第
５図のグラフの横軸は時間（秒）、縦軸は、温度、
圧力、変位を示す。 従来のろう付の接合面には脆い金属間化合物が
そのまま残つているが、本発明のろう材で接合し
た接合面には脆い層は認められず良好な接合面と
なる。 なお、本発明のろう材と接合方法は、特にルー
ムエアコン、カークーラー管及びFFB等に使用
される銅の接合方法に有効である。 以下、本発明の実施例及び比較例を示すが、本
発明はこれらに限定されるものではない。 実施例 １ 表２に示す組成のろう材を接合面に介して、大
気中でフラツクスを用いないで接合した。接合試
料は無酸素銅棒を用い、試料の大きさは直径８mm
×長さ35mmの円柱試験片とした。また継手の耐漏
れ性試験片として、外径８mm、内径６mm、長さ80
mmの無酸素銅パイプを用い接合した。その結果を
表２に示す。
ら、リン３〜6.5重量％、スズ12〜23重量％の組
成のろう材が最も良好な性質を示すことが分つ
た。 すなわち、上記、組成において、リンが３重量
％未満になるとろう材の自溶性が損われ、ぬれ性
が著しく低下する上に融点も上昇し、本発明の目
的を達成することができない。またリンが6.5重
量％を越えるとCu3Pなる化合物が多く晶出し、
脆弱になる上に融点も上昇して同様に本発明の目
的に合わなくなる。 スズは添加量が12重量％未満では、作業上の融
点が下がらず目的に合致しないし、また23重量％
を越えると脆弱になり、かつ融点が上昇しリンの
自溶性も低下するので目的に合致しなくなるので
ある。 本発明は、また、上記ろう材を用いて銅部材を
接合する方法において、ろう材に生成する液相部
を加圧することによつて、接合面外に排出するこ
とを特徴とする銅部材の接合方法に関する。 本発明のろう材を用いて接合を行うには、例え
ば第３図に概略図として示した装置を使用する。
その工程は第４図の接合の工程図のように行わ
れ、この圧接法は第５図の圧接プロセスのグラフ
によつて説明される。すなわち母材（Cu）と母
材（Cu）との間に、ろう材を挿入し温度が固相
線温度以上の選定温度（Tmax）に達した時点
で、アプセツト圧（P2）を負荷し、脆弱な化合
物、酸化膜等を接合面外に排出させて、接合面内
にはα銅のみを残して接合するのである。なお第
５図のグラフの横軸は時間（秒）、縦軸は、温度、
圧力、変位を示す。 従来のろう付の接合面には脆い金属間化合物が
そのまま残つているが、本発明のろう材で接合し
た接合面には脆い層は認められず良好な接合面と
なる。 なお、本発明のろう材と接合方法は、特にルー
ムエアコン、カークーラー管及びFFB等に使用
される銅の接合方法に有効である。 以下、本発明の実施例及び比較例を示すが、本
発明はこれらに限定されるものではない。 実施例 １ 表２に示す組成のろう材を接合面に介して、大
気中でフラツクスを用いないで接合した。接合試
料は無酸素銅棒を用い、試料の大きさは直径８mm
×長さ35mmの円柱試験片とした。また継手の耐漏
れ性試験片として、外径８mm、内径６mm、長さ80
mmの無酸素銅パイプを用い接合した。その結果を
表２に示す。
【表】
表２の機械的性質をグラフで示したのが第６図
である。図中、横軸はリン量（重量％）、縦軸は
引張強さ（Kg／mm2）及び伸び（％）を示す。 上記の表２及び第６図より、リン量は３〜6.5
重量％が良好な結果を示すことが分る。 実施例 ２ 試験片形状は、実施例１と同様に、接合法も同
じ条件で行つた。その結果を表３に示す。
である。図中、横軸はリン量（重量％）、縦軸は
引張強さ（Kg／mm2）及び伸び（％）を示す。 上記の表２及び第６図より、リン量は３〜6.5
重量％が良好な結果を示すことが分る。 実施例 ２ 試験片形状は、実施例１と同様に、接合法も同
じ条件で行つた。その結果を表３に示す。
【表】
表３の機械的性質をグラフで示したのが第７図
である。図中、横軸はスズ量（重量％）、縦軸は
引張強さ（Kg／mm2）及び伸び（％）を示す。 上記表３及び第７図より、スズ量は12〜23重量
％が良好な結果を示すことが分る。またアプセツ
ト圧力は１Kg／mm2以上、４Kg／mm2以下が最適条件
であることが分る。 すなわち加圧力１Kg／mm2未満では接合面内の融
液が接合面外に排出されるに至らず、脆い金属間
化合物層が残り引張強さも15Kg／mm2以下で破断し
た。また４Kg／mm2超では座屈変形を起すので加圧
力は最大４Kg／mm2が最適である。 従来のろう材の接合面には脆い金属間化合物が
そのまま残つている。一方本発明のろう材で接合
した接合面には脆い層は認められず良好な接合面
であつた。 したがつて、本発明の低融点ろう材の効果は格
別顕著なものである。
である。図中、横軸はスズ量（重量％）、縦軸は
引張強さ（Kg／mm2）及び伸び（％）を示す。 上記表３及び第７図より、スズ量は12〜23重量
％が良好な結果を示すことが分る。またアプセツ
ト圧力は１Kg／mm2以上、４Kg／mm2以下が最適条件
であることが分る。 すなわち加圧力１Kg／mm2未満では接合面内の融
液が接合面外に排出されるに至らず、脆い金属間
化合物層が残り引張強さも15Kg／mm2以下で破断し
た。また４Kg／mm2超では座屈変形を起すので加圧
力は最大４Kg／mm2が最適である。 従来のろう材の接合面には脆い金属間化合物が
そのまま残つている。一方本発明のろう材で接合
した接合面には脆い層は認められず良好な接合面
であつた。 したがつて、本発明の低融点ろう材の効果は格
別顕著なものである。
第１図及び第２図は固相線温度を示すグラフ、
第３図は本発明方法の一実施の態様に用いる接合
装置の概略図、第４図は接合の工程図、第５図は
圧接プロセスのグラフ、第６図及び第７図は本発
明の接合方法により接合した接合部分の機械的強
度を示すグラフである。 １：母材の無酸素銅棒、２：ろう材、３：高周
波コイル、４：１を支持するセラミツク治具。
第３図は本発明方法の一実施の態様に用いる接合
装置の概略図、第４図は接合の工程図、第５図は
圧接プロセスのグラフ、第６図及び第７図は本発
明の接合方法により接合した接合部分の機械的強
度を示すグラフである。 １：母材の無酸素銅棒、２：ろう材、３：高周
波コイル、４：１を支持するセラミツク治具。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ リンを3.0重量％〜6.5重量％、スズを12重量
％〜23重量％、残部銅及び不可避不純物からなる
ことを特徴とする低融点ろう材。 ２ リンを3.0重量％〜6.5重量％、スズを12重量
％〜23重量％、残部銅及び不可避不純物からなる
低融点ろう材を用いて銅部材を接合する方法にお
いて、加熱温度は固相線温度以上であり、上記加
熱温度においてろう材に生成する液相部を加圧に
よつて、接合面外に排出することを特徴とする銅
部材の接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19775081A JPS58100995A (ja) | 1981-12-10 | 1981-12-10 | 低融点ろう材とその使用方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19775081A JPS58100995A (ja) | 1981-12-10 | 1981-12-10 | 低融点ろう材とその使用方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58100995A JPS58100995A (ja) | 1983-06-15 |
| JPS6340639B2 true JPS6340639B2 (ja) | 1988-08-11 |
Family
ID=16379716
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19775081A Granted JPS58100995A (ja) | 1981-12-10 | 1981-12-10 | 低融点ろう材とその使用方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58100995A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2021256172A1 (ja) * | 2020-06-16 | 2021-12-23 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6530514B2 (en) * | 2001-06-28 | 2003-03-11 | Outokumpu Oyj | Method of manufacturing heat transfer tubes |
| DE10335947A1 (de) | 2003-08-04 | 2005-03-17 | Vacuumschmelze Gmbh & Co. Kg | Hartlotlegierung auf Kupferbasis sowie Verfahren zum Hartlöten |
| JP5935763B2 (ja) * | 2013-06-14 | 2016-06-15 | 三菱電機株式会社 | 捩り管形熱交換器及び捩り管形熱交換器の製造方法 |
| JP6079505B2 (ja) | 2013-08-26 | 2017-02-15 | 三菱マテリアル株式会社 | 接合体及びパワーモジュール用基板 |
| KR102131484B1 (ko) | 2013-08-26 | 2020-07-07 | 미쓰비시 마테리알 가부시키가이샤 | 접합체 및 파워 모듈용 기판 |
-
1981
- 1981-12-10 JP JP19775081A patent/JPS58100995A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2021256172A1 (ja) * | 2020-06-16 | 2021-12-23 | ||
| WO2021256172A1 (ja) * | 2020-06-16 | 2021-12-23 | アートビーム有限会社 | ＳｎＺｎ半田およびその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58100995A (ja) | 1983-06-15 |
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