JPS6349598B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6349598B2
JPS6349598B2 JP58144564A JP14456483A JPS6349598B2 JP S6349598 B2 JPS6349598 B2 JP S6349598B2 JP 58144564 A JP58144564 A JP 58144564A JP 14456483 A JP14456483 A JP 14456483A JP S6349598 B2 JPS6349598 B2 JP S6349598B2
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JP
Japan
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bonding
joining
temperature
bonding material
weight
Prior art date
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Application number
JP58144564A
Other languages
Japanese (ja)
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JPS6037291A (en
Inventor
Isao Okutomi
Sadao Sugyama
Masanori Ishimatsu
Hidekazu Aoki
Masanao Tanaka
Takeshiro Sakida
Hideki Tamaya
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Ishifuku Metal Industry Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Corp
Ishifuku Metal Industry Co Ltd
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Ishifuku Metal Industry Co Ltd filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP14456483A priority Critical patent/JPS6037291A/en
Publication of JPS6037291A publication Critical patent/JPS6037291A/en
Publication of JPS6349598B2 publication Critical patent/JPS6349598B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/30Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
    • B23K35/3006Ag as the principal constituent

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

[発明の技術分野] 本発明は適度な液相温度を有する接合材料およ
びそれを用いた接合方法に関する。 [発明の技術的背景とその問題点] 一般に、複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、低い作業
温度すなわち低い溶融温度を有することも併せて
要求されてきている。 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、Ag
と称する)に銅(以下、Cuと称する)を28重量
パーセント(以下、wt%と称する)添加したAg
−Cu共晶合金(JIS、BAg−8)が主に用いられ
ている。しかし乍ら、この合金はその溶融温度が
779℃と高いため、実際の接合作業温度は800℃を
越える高温を選択しなければならず、被接合物に
よつ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、この接合作業温度を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730℃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融点化の技術の
一つとしては、例えばJIS規格のBAg−2(35%
Ag−26%Cu−21%Zn−18%Cd、液相温度約700
℃)が知られている。しかしこの接合材料は、低
溶融温度化には有効であるが、亜鉛、カドミウム
(以下、夫々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のその他の技術と
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In、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(Ag=45〜60、Cu=15〜25、Zn=19
〜29、Sn=0.5〜4、In=0.5〜5)、特開昭51−
62164号(Ag=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(Ag=
18〜48、Cu=15〜40、Zn=20〜35、Sn=0.5〜7
またはこれにIn=0.5〜7、Mn(マンガン)=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(Ag=30〜50、Cu=
10〜25、Zn=10〜25、Cd=15〜30にIn、Sn、Ga
(ガリウム)、Ge(ゲルマニウム)の1種のときに
は1〜12%、2種のときには1〜15%)等が知ら
れている。しかしながら、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
記のものと同様の欠点がある。 さらに、接合材料の低溶融点化のその他の技術
としては、AgとCuをベースとし、SnとInとを共
同添加したAg−Cu−Sn−In4元素が、接合材料
として特開昭51−132147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=25〜40wt%、Sn=2〜6wt
%、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、加工性良好な銀ロウ
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は、低溶融点化に対して最
も期待できる可能性の高いSn=6wt%、In=7wt
%の合金においてさえ接合作業温度が750℃以上
となり、或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、Sn=6wt%、In=7wt%より多いSn、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。 一方、後者はAgとCu共晶合金にSn+In=30〜
60wt%、Sn=15〜30wt%、In=15〜30wt%でか
つSn/In=1/1からなり、Ag−CdO系接点合
金に対する濡れ性を改善するためにSn−In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Sn、Inを大量に使用してい
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] 本発明は上記のような事情を考慮して成された
もので、その目的は適度に低い接合作業温度
(750〜500℃)の採用が可能でかつ加工性の優れ
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材料およびそれを用いた接
合方法を提供することにある。 [発明の概要] 上記の目的を達成するために本発明では、錫が
1〜5重量パーセント、インジウムが7〜20重量
パーセント、銀が53.9〜66.1重量パーセント、銅
が21.1〜25.9重量パーセントから接合材料を構成
し、 また750℃より高い接合作業温度で接合する第
1の箇所と、750〜500℃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により接合する
場合に、少なくとも第2の接合箇所に使用する接
合材料として、上記組成の接合材料を用いるよう
にしている。 [発明の実施例] まず、上述した目的を達成させるためには、
AgとCuを基調とし低い蒸気圧特性を有する元素
を活用することが得策と考えられる。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。特に後者のときには、
先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℃〜800℃での蒸気圧は、蒸発抑制
の観点から1×10-3Torrよりも低いことが必要
であると考えられる。そして、800℃で1×
10-3Torrより低い蒸気圧を有する元素としては
In(6×10-4Torr)、Sn(6×10-7Torr)が夫々挙
げられ好ましい元素である。これに対して、接合
材料として通常多用されているZnは2×
10+2Torr、Cdは1×10+3Torr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、かつ低い蒸気圧性を有するIn、Snの使
用が有利と考えられる。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、あるいは複雑な構造を有す
る被接合体等で、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、段階的に接合する製造方法を採るこ
とが好ましい。このような要求に対しては、低い
蒸気圧性を有しかつ低い溶融点と或る程度の加工
性を有する新たな接合材料が必要とされる。 通常知られているAg−Cu−Sn系接合材料に関
する実験によれば、接合雰囲気等条件によつてロ
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濡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場合も認められた。これら
は、接合材料中のSnの選択的酸化現象によるも
のと推考され、Ag−Cu−Sn合金が溶融に至る前
に、接合合金自身から放出される水分、あるいは
被接合物およびその近傍の吸着しているガス、水
分等により、昇温過程で上記接合合金自体が酸化
を受けて被接合部に対する濡れ性が劣つたものと
考えられる。 また、Ag−Cu−In系接合材料に関する実験に
よれば、上述とは逆に濡れ性がむしろ良すぎるた
め被接合部の一方の表面をまず濡らすと対向する
被接合面にまで接合材料がまわらず見掛上接合材
が不足するように見受けられ、結果的には対向す
る両面を十分カバーした濡れが得られない場合お
よび濡れが良すぎるため電子部品等微小部分の接
合のとき接合不用の部分にも接合材が余分にまわ
る場合がある。そのため、フレアーが少なく強度
不足または気密性を必要とするときには気密不良
を示す場合がある。 本発明ではこのような知見に基づき、Ag−Cu
−SnとAg−Cu−Inの長所を利用すべくAg−Cu
−Sn−In合金を種々検討し、低融点性または加
工性の点において工業的価値の高い新規な接合合
金を開発した。 以下、この点について第1図、第2図を参照し
て具体的に説明する。第1図、第2図は、本発明
に関する接合材料を用いて2個の部品を接合する
側を断面図にて示したものである。図において、
B部品7が第1の接合箇所4において接合材料5
によつてあらかじめA部品6の側面にロウ接接合
され、最後にA部品6が第2の接合箇所2におい
て接合材料3によつて本体基部1にロウ接接合さ
れている。この場合第1図、第2図において、
750〜500℃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B部
品7が落下あるいはずれのないよう、第2の接合
箇所2に使う接合材料3の溶融点よりも第1の接
合箇所4に使う接合材料5の溶融点を高くする必
要があり、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A部品6と
の間隙8が構造上十分にとれない構成では、第2
の接合箇所2に使う接合材料3の蒸気圧が高いと
きB部品7の表面に蒸着する場合があり、また接
合材料3の接合時のしみ出し性が大きい場合に
は、いずれもB部品7の表面が接合材料によつて
汚染を受け好ましくない場合がある。従つて、し
み出し性は接合材料の評価の1つとして、特に精
密部品の接合のとき重要な尺度となる。なお、接
合材中に蒸気圧の高い元素を含まないことが重要
である。 さて、このような接合条件に適用する特に第2
の接合箇所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、しみ出し距離および
素材の加工性を挙げてAg−Cu−Sn−In接合合金
の評価を行なつた。
[Technical Field of the Invention] The present invention relates to a bonding material having an appropriate liquidus temperature and a bonding method using the same. [Technical Background of the Invention and Problems Therewith] In general, a joining material used for joining a plurality of parts is required to have excellent workability and high joining strength. In recent years, there has also been a demand for low working temperatures, that is, low melting temperatures, from the viewpoints of energy saving during bonding, reduction of thermal stress applied to objects to be bonded, and reduction of furnace contamination. Now, silver (hereinafter referred to as Ag) is a bonding material that can be stably applied regardless of the atmosphere used.
Ag with 28% by weight (hereinafter referred to as wt%) of copper (hereinafter referred to as Cu) added to
-Cu eutectic alloy (JIS, BAg-8) is mainly used. However, this alloy has a melting temperature of
Since the temperature is as high as 779℃, the actual bonding work temperature must be selected to be a high temperature exceeding 800℃, and there are many cases where the objects to be bonded cannot withstand the heat stress. Then, set this bonding working temperature to 750
℃ or less, the melting temperature of the joining alloy needs to be several tens of degrees lower than 730℃, preferably 700℃ or less. Therefore, as one of the techniques for lowering the melting point of such bonding materials, for example, BAg-2 (35%
Ag-26%Cu-21%Zn-18%Cd, liquidus temperature approx. 700
°C) is known. However, although this bonding material is effective in lowering the melting temperature, it contains high vapor pressure elements such as zinc and cadmium (hereinafter referred to as Zn and Cd, respectively), which may cause contamination of the inner wall of the bonding furnace and Contamination and effects on the human body have also been pointed out. Furthermore, as another technique for lowering the melting point of bonding materials, a method is known in which indium and tin (hereinafter referred to as In and Sn, respectively) are used to eliminate the effects of Cd on the human body. For example, JP-A-50
-74551 (Ag=45~60, Cu=15~25, Zn=19
~29, Sn=0.5~4, In=0.5~5), JP-A-51-
No. 62164 (Ag=25~37, Cu=35~72, P (phosphorus)
=1~7, or In=1~7, Zn=1~
27 type 1 or 2), JP-A-51-117148 (Ag=
18~48, Cu=15~40, Zn=20~35, Sn=0.5~7
Or In=0.5~7, Mn (manganese)=0.15
~2, Li (lithium) = at least 2 of 0.15 ~ 5
species), JP-A-51-128664 (Ag=30~50, Cu=
10~25, Zn=10~25, Cd=15~30 with In, Sn, Ga
(gallium) and Ge (germanium) (1 to 12% for one type, and 1 to 15% for two types). However, these bonding materials
Although In and Sn have low vapor pressure characteristics, they both have the same drawback as the above in that they contain high vapor pressure elements such as Zn. Furthermore, as another technique for lowering the melting point of bonding materials, Ag-Cu-Sn-In4 elements, which are based on Ag and Cu and co-added with Sn and In, are used as bonding materials in Japanese Patent Application Laid-Open No. 51-132147. No. 44-11009. In other words, the former is Ag
=70~47wt%, Cu=25~40wt%, Sn=2~6wt
%, In=3 to 7 wt%, and is intended to be a silver solder alloy that can be joined in atmospheric gas or vacuum, and has good workability. However,
In this alloy composition range, Sn = 6wt%, In = 7wt% is the most likely to be expected to lower the melting point.
% alloy, the welding temperature is over 750°C, and although a certain degree of bonding strength can be obtained, the thermal stress on the objects to be welded becomes significant, making it virtually difficult to obtain favorable welding results. , Sn, In is more than Sn=6wt%, In=7wt%
However, as stated in the same publication, it has the disadvantage of reduced workability. On the other hand, the latter is a Ag and Cu eutectic alloy with Sn + In = 30 ~
60 wt%, Sn = 15 to 30 wt%, In = 15 to 30 wt%, and Sn/In = 1/1. The main purpose is to add it to crystal bonding alloys. However, this bonding material uses a large amount of Sn and In compared to CdO, which has poor wettability, so it has the disadvantage that it is extremely difficult to process the alloy into wire rods or thin plates. ing. [Object of the invention] The present invention was made in consideration of the above circumstances, and its purpose is to create a material that can be used at a moderately low bonding temperature (750 to 500°C) and has excellent workability. The object of the present invention is to provide a bonding material that is economical and causes less thermal stress to objects to be bonded, and a bonding method using the same. [Summary of the Invention] In order to achieve the above object, the present invention combines 1 to 5 weight percent of tin, 7 to 20 weight percent of indium, 53.9 to 66.1 weight percent of silver, and 21.1 to 25.9 weight percent of copper. When joining the first part to be joined at a welding temperature higher than 750°C and the second joint part to be joined at a welding temperature of 750 to 500°C sequentially by brazing, at least A bonding material having the above composition is used as the bonding material for the second bonding location. [Embodiments of the invention] First, in order to achieve the above-mentioned purpose,
It is thought to be a good idea to utilize elements based on Ag and Cu that have low vapor pressure characteristics. The bonding operation is not only carried out in the atmosphere or atmospheric gas, but also in a vacuum. Especially in the latter case,
As mentioned earlier, the contamination of the furnace, objects to be joined, etc. due to the evaporation of high vapor pressure components is significant, so the vapor pressure at the temperature of 750°C to 800°C, where bonding work is normally performed, is set at 1×10 - from the viewpoint of suppressing evaporation. It is considered necessary to be lower than 3 Torr. And 1× at 800℃
As an element with a vapor pressure lower than 10 -3 Torr,
Preferred elements include In (6×10 −4 Torr) and Sn (6×10 −7 Torr), respectively. On the other hand, Zn, which is commonly used as a bonding material, has a
10 +2 Torr, Cd is 1×10 +3 Torr, which is not preferable. Therefore, it is considered advantageous to use In and Sn, which can lower the liquidus temperature of the Ag-Cu alloy and have low vapor pressure properties. This low vapor pressure bonding material can be used, for example, in structures made up of many parts that need to be bonded, precision parts with extremely small air gaps allowed in electronic components, or objects to be bonded with complex structures. When it is necessary to confirm whether each internal component or joint part is reliably joined, it is preferable to adopt a manufacturing method in which the parts are joined in stages. To meet these demands, new bonding materials are required that have low vapor pressure properties, low melting points, and a certain degree of processability. According to experiments on commonly known Ag-Cu-Sn-based bonding materials, there is a tendency for poor fluidity of the brazing material to occur depending on conditions such as the bonding atmosphere, and therefore, when bonding precision parts such as electronic components, It was observed that the surface of the objects to be bonded was not wet in some places, and when it was applied to areas requiring airtightness, poor airtightness was observed in some cases. These are thought to be due to the selective oxidation phenomenon of Sn in the bonding material, and before the Ag-Cu-Sn alloy melts, moisture released from the bonding alloy itself or adsorption on the object to be bonded and its vicinity. It is thought that the joining alloy itself was oxidized during the temperature rising process due to gases, moisture, etc., which deteriorated the wettability of the parts to be joined. Also, according to experiments with Ag-Cu-In based bonding materials, contrary to the above, the wettability is rather good, so if one surface of the parts to be bonded is wetted first, the bonding material does not spread to the opposite surface to be bonded. In some cases, there appears to be a lack of bonding material, and as a result, it is not possible to obtain enough wetting to cover both opposing surfaces, and in some cases, wetting is too good and unnecessary bonding occurs when bonding minute parts such as electronic components. In some cases, the bonding material may be used excessively. Therefore, when there is little flare and insufficient strength or airtightness is required, airtightness may be poor. Based on this knowledge, the present invention uses Ag-Cu
−Ag−Cu to take advantage of the advantages of Sn and Ag−Cu−In.
-We investigated various Sn-In alloys and developed a new bonding alloy with high industrial value in terms of low melting point and workability. This point will be specifically explained below with reference to FIGS. 1 and 2. FIGS. 1 and 2 are cross-sectional views showing the side where two parts are joined using the joining material according to the present invention. In the figure,
The B part 7 is bonded to the bonding material 5 at the first bonding point 4.
The part A 6 is soldered to the side surface of the part A 6 in advance by soldering, and finally the part A 6 is soldered to the main body base 1 at the second joining location 2 using the joining material 3. In this case, in Figures 1 and 2,
When welding the second joint 2 that is to be joined at a welding temperature of 750 to 500°C, the part B 7 at the joint of the first joint 4 that is to be joined at a welding temperature higher than 750°C may fall or shift. In order to prevent It is preferable. On the other hand, in a configuration where the gap 8 between the main body base 1 and the A part 6 cannot be sufficiently secured due to the structure, the second
When the vapor pressure of the bonding material 3 used for the bonding point 2 is high, it may be deposited on the surface of the B component 7, and if the bonding material 3 oozes out during bonding, the The surfaces may become undesirably contaminated by the bonding material. Therefore, the seepage property is an important measure for evaluating bonding materials, especially when precision parts are bonded. Note that it is important that the bonding material does not contain elements with high vapor pressure. Now, especially the second method applied to such joining conditions.
As a guideline for selecting the joining material 3 for joining the joint 2 of the Ag-Cu -Sn-In joint alloys were evaluated.

【表】【table】

【表】 この評価に使用したAg−Cu−Sn−In接合合金
の製造の概要は以下の如くである。つまり、別表
に示した各組成を有する夫々の試料を秤量し、約
850〜900℃の耐火るつぼ中で真空溶解した後鋳造
し、直径20mm、長さ200mmの素材を得る。つぎに、
これを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、最終的に
厚さ85μm、幅50mm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、第1表のようにIn=16.2%、Sn=6.5
%(比較例2)、In=32%、Sn=2.3%(比較例
4)については圧延加工が困難であつた。従つ
て、この2種については亀裂のある塊状の材料を
評価素材として使用し、その他のものについては
厚さ85μm、幅50mmの薄板から直径2.4mmの円板を
取り第2の接合箇所2に使用する接合材料とし
た。なお、第1の接合箇所4に使用する接合材料
は通常の共晶銀ロウを使用した。 次に第1図において、あらかじめ72%Ag−Cu
銀ロウ(溶融点779℃)を用いて820℃でB部品7
をA部品6に接合した後、このA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
の接合材料の評価結果について述べる。各接合材
料の接合作業温度は、表に好ましい温度として併
記した。接合結果を表に示すように、Sn量が
0.5wt%(比較例1)では先述したAg−Cu−In
系の性質(欠点)が強く現われ、接合面近傍での
しみ出し距離が2mm以上に広がり、短かい間隙で
の接合材料としては好ましくないことを示し、か
つ素材的にも接合部の引張り強さが20Kg以下であ
り好ましくない組成であることがわかる。 一方、Sn量が1.0wt%(実施例1)およびそれ
以上のSn量2.0wt%、5.0wt%(実施例2、3)
では、上記しみ出し距離が1mm以下で、精密部分
の接合に適した接合材料であることを示すと共
に、引張り強さも25Kg、30Kg以上であり、かつ作
業温度も750℃以下で好ましい領域といえる。し
かしSn量が6.5wt%に至ると(比較例2)、引張
り強さとしみ出し距離においては十分であるが、
素材の加工性が良好でなく従つてSn量は1〜5wt
%以内が理想的である。 また、Inの量はSn量が2wt%近傍のとき5.1wt
%(比較例3)では、接合個所の引張り強さが25
Kg以下で低い水準であるのに対し、In量が7wt%
(実施例4)、20wt%(実施例5)のとき、750℃
以下の溶融点を確保することができ、かつ引張り
強さ、および加工性が満足な値を維持している。
In量が32wt%(比較例4)では、低溶融点性は
十分であるが、一方の引張り強さ、加工性の点で
劣ることがわかる。従つて、In量としては7〜
20wt%の範囲が理想的である。 なお、B部品7を取つけたA部品6を真空封入
する場合、本発明の接合材料は蒸気圧が低いこと
からB部品7の表面への付着による汚染もなく好
ましく、特に短間隙のときに極めて有効的な接合
材料である。 上述したように、本実施例の接合材料は、Sn
=1〜5wt%、In=7〜20wt%、Ag=53.9〜
66.1wt%、Cu=21.1〜25.9wt%の組成とするよう
にしたので、接合材料の成分によつて他の部品面
を汚染することがなく、経済的でかつ信頼性に優
れた工業的価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の接合箇所を雰囲気ガス(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行なつた場合が
特に有効的である。またこの場合、真空中で行な
うときには10-4Torr以上の高真空で行なうこと
が好ましい。 [発明の効果] 以上説明したように本発明によれば、Sn=1
〜5wt%、In=7〜20wt%、Ag=53.9〜66.1wt
%、Cu=21.1〜25.9wt%から接合材料を構成し、
また750℃より高い接合作業温度で接合する第1
の接合箇所と、750〜500℃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により接合す
る場合に、少なくとも第2の接合箇所に使用する
接合材料として、上記組成の接合材料を用いるよ
うにしたので、適度に低い接合作業温度(750〜
500℃)の採用が可能でか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
スの少ない接合材料およびそれを用いた接合方法
が提供できる。
[Table] The outline of the production of the Ag-Cu-Sn-In joint alloy used in this evaluation is as follows. In other words, each sample with each composition shown in the attached table was weighed, and approx.
After vacuum melting in a refractory crucible at 850-900°C, it is cast to obtain a material with a diameter of 20 mm and a length of 200 mm. next,
After hot forging at 450 to 700°C, a thin plate with a thickness of 85 μm and a width of 50 mm is finally produced by a combination of cold rolling, hot rolling, and heat treatment. and,
At this time, we evaluated the workability such as the degree of surface cracks, and as shown in Table 1, In = 16.2%, Sn = 6.5
% (Comparative Example 2), In=32%, and Sn=2.3% (Comparative Example 4), it was difficult to roll. Therefore, for these two types, a lumpy material with cracks was used as the evaluation material, and for the other types, a disk with a diameter of 2.4 mm was taken from a thin plate with a thickness of 85 μm and a width of 50 mm and placed at the second joint point 2. This is the bonding material used. Note that the bonding material used for the first bonding portion 4 was a normal eutectic silver solder. Next, in Figure 1, 72%Ag-Cu
B part 7 at 820℃ using silver wax (melting point 779℃)
After joining the A part 6 to the A part 6, the A part 6 and the main body base 1 are joined at the second joining part 2. Evaluation results of each joining material will be described. The bonding temperature for each bonding material is also listed in the table as a preferred temperature. As the bonding results are shown in the table, the amount of Sn is
At 0.5wt% (Comparative Example 1), the above-mentioned Ag-Cu-In
The properties (defects) of the system are strongly manifested, and the seepage distance near the joint surface extends to more than 2 mm, indicating that it is not suitable as a joining material in a short gap, and the tensile strength of the joint is also low. It can be seen that the weight is less than 20 kg, which is an undesirable composition. On the other hand, the Sn content is 1.0wt% (Example 1) and the Sn content is 2.0wt% or 5.0wt% (Examples 2 and 3).
In this case, the exudation distance is 1 mm or less, which indicates that it is a joining material suitable for joining precision parts, and the tensile strength is also 25 Kg or more, 30 Kg or more, and the working temperature is 750° C. or less, which is a preferable range. However, when the Sn content reaches 6.5wt% (Comparative Example 2), although the tensile strength and seepage distance are sufficient,
The workability of the material is not good, so the amount of Sn is 1 to 5wt.
Ideally within %. Also, the amount of In is 5.1wt when the amount of Sn is around 2wt%
% (Comparative Example 3), the tensile strength of the joint is 25
While the level is low below Kg, the In content is 7wt%
(Example 4), 750°C when 20wt% (Example 5)
The melting point below can be secured, and the tensile strength and processability maintain satisfactory values.
It can be seen that when the In amount is 32 wt% (Comparative Example 4), the low melting point property is sufficient, but the tensile strength and workability are inferior. Therefore, the amount of In is 7~
A range of 20wt% is ideal. In addition, when vacuum-sealing the A part 6 with the B part 7 attached, the bonding material of the present invention has a low vapor pressure, so it is preferable that there is no contamination due to adhesion to the surface of the B part 7, especially when the gap is short. It is an extremely effective bonding material. As mentioned above, the bonding material of this example is Sn
=1~5wt%, In=7~20wt%, Ag=53.9~
Since the composition is 66.1wt% and Cu = 21.1 to 25.9wt%, the components of the bonding material do not contaminate other component surfaces, making it economical and highly reliable. It is possible to obtain materials with high In addition, when performing the above-mentioned joining using the joining material of the present invention, it is possible to perform the joining work in the atmosphere, in an atmospheric gas, or in a vacuum, but in particular, the first joining point is exposed to an atmospheric gas. (Hydrogen, etc.) Medium, 2nd
It is particularly effective to perform the first and second joints in a vacuum, or to perform both the first and second joints in a vacuum. Further, in this case, when performing the process in a vacuum, it is preferable to perform the process in a high vacuum of 10 -4 Torr or more. [Effect of the invention] As explained above, according to the present invention, Sn=1
~5wt%, In=7~20wt%, Ag=53.9~66.1wt
%, Cu=21.1~25.9wt% constitutes the bonding material,
In addition, the first bonding process is performed at a bonding temperature higher than 750℃.
When joining the joint part by brazing sequentially to the second joint part to be joined at a joining temperature of 750 to 500°C, the joining material having the above composition is used as the joining material for at least the second joint part. Since we decided to use
500°C), is economical as a material with excellent workability, and can provide a bonding material that causes less thermal stress on workpieces, as well as a bonding method using the same.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図および第2図は本発明の接合材料を使用
して2個の部品を接合する場合の実施例を示す断
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、B部品、8……間隙。
FIGS. 1 and 2 are cross-sectional views showing an example of joining two parts using the joining material of the present invention. 1...Body base, 2...Second joint location, 3,
5...Joining material, 4...First joint location, 6,7
...A, B parts, 8...Gap.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 錫が1〜5重量パーセント、インジウムが7
〜20重量パーセント、銀が53.9〜66.1重量パーセ
ント、銅が21.1〜25.9重量パーセントから成るこ
とを特徴とする接合材料。 2 750℃より高い接合作業温度で接合する第1
の接合箇所と、750〜500℃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する接合方法
において、 少なくとも前記第2の接合箇所に使用する接合
材料として、錫が1〜5重量パーセント、インジ
ウムが7〜20重量パーセント、銀が53.9〜66.1重
量パーセント、銅が21.1〜25.9重量パーセントか
ら成る接合材料を用いたことを特徴とする接合方
法。
[Claims] 1. 1 to 5% by weight of tin, 7% by weight of indium.
~20 weight percent, 53.9 to 66.1 weight percent silver, and 21.1 to 25.9 weight percent copper. 2 The first step is to bond at a bonding temperature higher than 750℃.
In a joining method of sequentially brazing a joining point and a second joining point which is joined at a welding temperature of 750 to 500°C, at least the joining material used for the second joining point contains 1 to 5% tin by weight. %, indium 7 to 20 weight %, silver 53.9 to 66.1 weight %, copper 21.1 to 25.9 weight %.
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JPS51132147A (en) * 1975-01-16 1976-11-17 Dowa Mining Co Silverrbrazing alloy

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