JPH04270094A - ろう付用材料 - Google Patents
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Landscapes
- 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
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、ろう付用材料に関す
るものである。さらに詳しくは、この発明は、金属、合
金またはセラミックスの同種あるいは異種同士の材料接
合に有用な新しいろう付用材料に関するものである。
るものである。さらに詳しくは、この発明は、金属、合
金またはセラミックスの同種あるいは異種同士の材料接
合に有用な新しいろう付用材料に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、金属、合金またはセラミック
スの同種あるいは異種同士の材料接合に際しては、一般
的にろう付が行われており、そのための材料がこれまで
に多種多様に開発されてきている。このようなろう付材
料の中で、たとえば銀ろうとりん銅ろうは、ろう付に広
く用いられてきており、ろう付用材料の中でも一般的な
ものとして知られているものである。これらの銀ろうお
よびりん銅ろうは、JISに規格化されており、銀ろう
はJISZ.3261に、また銅ろうはJISZ.32
64にまとめられている。
スの同種あるいは異種同士の材料接合に際しては、一般
的にろう付が行われており、そのための材料がこれまで
に多種多様に開発されてきている。このようなろう付材
料の中で、たとえば銀ろうとりん銅ろうは、ろう付に広
く用いられてきており、ろう付用材料の中でも一般的な
ものとして知られているものである。これらの銀ろうお
よびりん銅ろうは、JISに規格化されており、銀ろう
はJISZ.3261に、また銅ろうはJISZ.32
64にまとめられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のろう付用材料については、銅、鉄、ステンレ
ス、Ni基合金等の金属または合金の接合の場合には有
効となっているものの、セラミックス材料同士の接合や
金属材料とセラミックス材料との接合などの場合には、
接合強度が充分でなく、しかも濡れ性が悪いという欠点
がある。特に、金属材料とセラミックス材料の接合の場
合には、金属とセラミックスが反応し、脆化層を形成す
るという問題があった。このため、金属−セラミックス
接合に際しては、金属材料表面を緻密な酸化膜で被覆し
た後にろう付を行わなければならなかった。しかしなが
ら、金属材料表面に緻密で、かつ密着性の良好な酸化膜
を形成することは、実質的に難しく、また、その作業は
面倒であり、効率も悪かった。
うな従来のろう付用材料については、銅、鉄、ステンレ
ス、Ni基合金等の金属または合金の接合の場合には有
効となっているものの、セラミックス材料同士の接合や
金属材料とセラミックス材料との接合などの場合には、
接合強度が充分でなく、しかも濡れ性が悪いという欠点
がある。特に、金属材料とセラミックス材料の接合の場
合には、金属とセラミックスが反応し、脆化層を形成す
るという問題があった。このため、金属−セラミックス
接合に際しては、金属材料表面を緻密な酸化膜で被覆し
た後にろう付を行わなければならなかった。しかしなが
ら、金属材料表面に緻密で、かつ密着性の良好な酸化膜
を形成することは、実質的に難しく、また、その作業は
面倒であり、効率も悪かった。
【0004】一方、セラミックスろう付用の材料として
、これまでにAg−Ti系、Ag−Ti,Cu系、Ti
,Ni系のろう付材料が提案されてきているが、実際の
使用には未だ改善すべき課題が少なくないのが実情であ
った。この発明は、以上の通りの事情に鑑みてなされた
ものであり、従来のろう付用材料の欠点を解消し、金属
、合金またはセラミックスの同種あるいは異種同士の材
料接合に有用な、真空または雰囲気下での接合に用いる
ことのできるろう付用材料を提供することを目的として
いる。
、これまでにAg−Ti系、Ag−Ti,Cu系、Ti
,Ni系のろう付材料が提案されてきているが、実際の
使用には未だ改善すべき課題が少なくないのが実情であ
った。この発明は、以上の通りの事情に鑑みてなされた
ものであり、従来のろう付用材料の欠点を解消し、金属
、合金またはセラミックスの同種あるいは異種同士の材
料接合に有用な、真空または雰囲気下での接合に用いる
ことのできるろう付用材料を提供することを目的として
いる。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記の課題
を解決するものとして、Zr,Mg,B,Mm(希土類
元素の混合物)の1種以上を5重量%以下含有し、残部
がAgおよびCuからなり、かつAgを0〜95重量%
含有させてなることを特徴とするろう付用材料を提供す
る。
を解決するものとして、Zr,Mg,B,Mm(希土類
元素の混合物)の1種以上を5重量%以下含有し、残部
がAgおよびCuからなり、かつAgを0〜95重量%
含有させてなることを特徴とするろう付用材料を提供す
る。
【0006】この発明のろう付用材料は、ベースがAg
およびCuからなる材料に、特定の活性元素、すなわち
Zr,Mg,B,Mm(希土類元素の混合物)を1種以
上含有させることによって、セラミックス材料との濡れ
性を改善するとともに、金属材料とセラミックス材料と
の反応を防止する。このZr,Mg,BおよびMm(希
土類元素の混合物)は、セラミックスと反応して化学的
結合を形成する。一般的含有量が0.05%未満では、
その結合力は充分でなく、5%を越えると生成する反応
層が脆くなり、逆に結合力を低下させてしまう。このた
め、これらの元素の含有量は、好ましくは0.05〜5
%とする。
およびCuからなる材料に、特定の活性元素、すなわち
Zr,Mg,B,Mm(希土類元素の混合物)を1種以
上含有させることによって、セラミックス材料との濡れ
性を改善するとともに、金属材料とセラミックス材料と
の反応を防止する。このZr,Mg,BおよびMm(希
土類元素の混合物)は、セラミックスと反応して化学的
結合を形成する。一般的含有量が0.05%未満では、
その結合力は充分でなく、5%を越えると生成する反応
層が脆くなり、逆に結合力を低下させてしまう。このた
め、これらの元素の含有量は、好ましくは0.05〜5
%とする。
【0007】一方、ベースをAgおよびCuとしている
ため、加工が容易となり、薄板、線材、粉末等の任意の
形状に加工することが可能となる。Ag量としては、0
〜95重量%の範囲とすることができる。またこの発明
においては、融点の調整、濡れ性および強度の向上、ま
た、耐食性の向上のために、V,Cr,Co,Ni,Z
n,Pd,Cd,In,Sn,Sb,Ti,Si,P,
Mnの1種以上を合計で1〜50重量%の範囲で添加す
ることができる。
ため、加工が容易となり、薄板、線材、粉末等の任意の
形状に加工することが可能となる。Ag量としては、0
〜95重量%の範囲とすることができる。またこの発明
においては、融点の調整、濡れ性および強度の向上、ま
た、耐食性の向上のために、V,Cr,Co,Ni,Z
n,Pd,Cd,In,Sn,Sb,Ti,Si,P,
Mnの1種以上を合計で1〜50重量%の範囲で添加す
ることができる。
【0008】たとえば以上のような組成からなるろう付
用材料は、従来のTi−Ni系、Ag−Ti系等のろう
付用材料に比べ加工が容易であり、表1に示したように
、融点が600〜800℃程度(Ti−Ni系は900
〜1100℃)と低く、また、ろう付作業も簡便かつ容
易となり、熱歪も小さいという優れた特徴を有している
。
用材料は、従来のTi−Ni系、Ag−Ti系等のろう
付用材料に比べ加工が容易であり、表1に示したように
、融点が600〜800℃程度(Ti−Ni系は900
〜1100℃)と低く、また、ろう付作業も簡便かつ容
易となり、熱歪も小さいという優れた特徴を有している
。
【0009】さらにまたこの発明においては、上記した
組成からなる粉末を利用し、これを樹脂および有機系溶
媒、または無機化合物フラックスおよび有機系溶媒と混
合、混練させて、ペースト状にすることも可能である。 特に、この発明においては、このペースト状ろう付用材
料として、Tiを5重量%以下含有し、残部がAgおよ
びCuからなり、かつAgが0〜95重量%の組成から
なる粒径250μm以下の粉末に、樹脂および有機系溶
媒を添加・混練し、ペースト状にしてなることを特徴と
するろう付用材料をも提供するものである。
組成からなる粉末を利用し、これを樹脂および有機系溶
媒、または無機化合物フラックスおよび有機系溶媒と混
合、混練させて、ペースト状にすることも可能である。 特に、この発明においては、このペースト状ろう付用材
料として、Tiを5重量%以下含有し、残部がAgおよ
びCuからなり、かつAgが0〜95重量%の組成から
なる粒径250μm以下の粉末に、樹脂および有機系溶
媒を添加・混練し、ペースト状にしてなることを特徴と
するろう付用材料をも提供するものである。
【0010】このようにペースト状とすることによって
、ディスペンサー等の容器に入れることができ、しかも
使用時に適当量を空気圧等で自動吐出供給することがで
きる。また、スクリーン印刷することも可能となり、必
要箇所に自動的に印刷することができる。さらには、複
雑形状部分や微小部分のろう付も簡便かつ容易に行うこ
とができる。
、ディスペンサー等の容器に入れることができ、しかも
使用時に適当量を空気圧等で自動吐出供給することがで
きる。また、スクリーン印刷することも可能となり、必
要箇所に自動的に印刷することができる。さらには、複
雑形状部分や微小部分のろう付も簡便かつ容易に行うこ
とができる。
【0011】粉末の粒径としては、前記のTiの場合の
ように、一般的に250μm以下とするのが好ましく、
150μm程度がより好ましい。250μmより大きい
と均一な混練が困難となる。スクリーン印刷をするよう
な場合には50μm以下が好ましい。また、この場合に
使用することのできる樹脂としては、アクリル樹脂、メ
チルセルロース、エチルセルロース、ニトロセルロース
、ポリイミド、ポリメタクリレート等を例示することが
でき、有機系溶媒としては、アルコール、アセトン、ト
ルエン、キシレン、テルピネオール、ブチルカルビトー
ルやそのアセテート類などとすることができる。スクリ
ーン印刷をするような場合には50μm以下が好ましい
。
ように、一般的に250μm以下とするのが好ましく、
150μm程度がより好ましい。250μmより大きい
と均一な混練が困難となる。スクリーン印刷をするよう
な場合には50μm以下が好ましい。また、この場合に
使用することのできる樹脂としては、アクリル樹脂、メ
チルセルロース、エチルセルロース、ニトロセルロース
、ポリイミド、ポリメタクリレート等を例示することが
でき、有機系溶媒としては、アルコール、アセトン、ト
ルエン、キシレン、テルピネオール、ブチルカルビトー
ルやそのアセテート類などとすることができる。スクリ
ーン印刷をするような場合には50μm以下が好ましい
。
【0012】一方、無機化合物フラックスとしては、L
iCl,MgCl2等の塩化物、H3 BO3 ,K2
B4 O7 ・5H2 O等のホウ酸塩、HBF4,
NaF等のホウフッ化物やフッ化物、KBr等の臭化物
などを主に用いることができる。このようなフラックス
は、接合表面の清浄化とともに、ろう付温度以下で軟化
・溶融し、濡れ性を確保するという作用効果がある。ま
た、ろう付雰囲気下でのろう付用材料の酸素等による劣
化を防止する作用効果も有している。
iCl,MgCl2等の塩化物、H3 BO3 ,K2
B4 O7 ・5H2 O等のホウ酸塩、HBF4,
NaF等のホウフッ化物やフッ化物、KBr等の臭化物
などを主に用いることができる。このようなフラックス
は、接合表面の清浄化とともに、ろう付温度以下で軟化
・溶融し、濡れ性を確保するという作用効果がある。ま
た、ろう付雰囲気下でのろう付用材料の酸素等による劣
化を防止する作用効果も有している。
【0013】
【実施例】以下実施例を示し、この発明のろう付用材料
についてさらに詳しく説明する。 実施例1,比較例1 表1に示した試料No3の組成からなるろう付用材料(
粒径250μm以下)を用い、アクリル樹脂をトルエン
で溶かした溶媒中に、粉末8、溶媒2の割合で混合・混
練し、ペースト状にした。
についてさらに詳しく説明する。 実施例1,比較例1 表1に示した試料No3の組成からなるろう付用材料(
粒径250μm以下)を用い、アクリル樹脂をトルエン
で溶かした溶媒中に、粉末8、溶媒2の割合で混合・混
練し、ペースト状にした。
【0014】
【表1】
【0015】次いで、図1に示したように、このペース
ト(1)をアルミナ基板(2)に塗布した後に、ペース
ト(1)の上に20×40mm角で厚さ1mmの42N
i板(3)を乗せ、そのまま810℃で30分間保持し
て接合した。比較のために、同一のアルミナ板上にJI
SZ.3621のペースト状の72Ag−8Cuろう材
を塗布し、この上に同一形状の42Ni板を接合した。
ト(1)をアルミナ基板(2)に塗布した後に、ペース
ト(1)の上に20×40mm角で厚さ1mmの42N
i板(3)を乗せ、そのまま810℃で30分間保持し
て接合した。比較のために、同一のアルミナ板上にJI
SZ.3621のペースト状の72Ag−8Cuろう材
を塗布し、この上に同一形状の42Ni板を接合した。
【0016】この発明のろう付用材料を用いた場合には
、完全な接合が得られた。一方、従来のろう付用材料を
用いた場合には、接合部にクラックが生じ、弱い衝撃で
剥離した。 実施例2 表1に示した試料No1の組成からなるろう付用材料の
薄板を用い、図2に示したように、リボン状の薄板(4
)をアルミナパイプ(5)の外周に巻き付け、この上に
コバールパイプ(6)をはめ込んだ後に、Ar雰囲気中
で900℃に加熱し接合した。
、完全な接合が得られた。一方、従来のろう付用材料を
用いた場合には、接合部にクラックが生じ、弱い衝撃で
剥離した。 実施例2 表1に示した試料No1の組成からなるろう付用材料の
薄板を用い、図2に示したように、リボン状の薄板(4
)をアルミナパイプ(5)の外周に巻き付け、この上に
コバールパイプ(6)をはめ込んだ後に、Ar雰囲気中
で900℃に加熱し接合した。
【0017】接合部分に割れ等が発生せず、完全に密着
していた。 実施例3 Ag71%−Cu27%−Ti2%合金の100メッシ
ュ(150μm)以下の粉末94部にアクリル樹脂6部
と溶剤としてのブチルカルビトールアセテートを適量添
加し、十分に混練してペースト状とした。
していた。 実施例3 Ag71%−Cu27%−Ti2%合金の100メッシ
ュ(150μm)以下の粉末94部にアクリル樹脂6部
と溶剤としてのブチルカルビトールアセテートを適量添
加し、十分に混練してペースト状とした。
【0018】このペーストをアルミナの円板上に置き、
その上からアルミナパイプを乗せてAr気流中で900
℃、1000℃の各々の温度で20分加熱してろう付を
行った。いずれの温度条件の時にも、良好な濡れと接合
性が得られた。 比較例2 Ag70%−Cu28%合金を使用する以外は実施例3
と同様にして、900℃、1000℃で接合しようとし
たが、いずれの場合にも接合は不可能であった。
その上からアルミナパイプを乗せてAr気流中で900
℃、1000℃の各々の温度で20分加熱してろう付を
行った。いずれの温度条件の時にも、良好な濡れと接合
性が得られた。 比較例2 Ag70%−Cu28%合金を使用する以外は実施例3
と同様にして、900℃、1000℃で接合しようとし
たが、いずれの場合にも接合は不可能であった。
【0019】もちろんこの発明は、以上の例によって限
定されるものではない。ろう付用材料の化学組成、混合
・混練する樹脂および有機系溶媒の種類、金属およびセ
ラミックス材料の種類、形状および大きさ等の細部につ
いては様々な態様が可能であることはいうまでもない。
定されるものではない。ろう付用材料の化学組成、混合
・混練する樹脂および有機系溶媒の種類、金属およびセ
ラミックス材料の種類、形状および大きさ等の細部につ
いては様々な態様が可能であることはいうまでもない。
【0020】
【発明の効果】以上詳しく説明した通り、この発明によ
って、金属、合金またはセラミックスの同種あるいは異
種同士の材料接合を確実に行うことのできるろう付用材
料が提供される。接合時のろう付作業が著しく簡便かつ
容易となる。
って、金属、合金またはセラミックスの同種あるいは異
種同士の材料接合を確実に行うことのできるろう付用材
料が提供される。接合時のろう付作業が著しく簡便かつ
容易となる。
【図1】この発明のろう付用材料を用いた接合の一実施
例を示した断面図である。
例を示した断面図である。
【図2】この発明のろう付用材料を用いた接合の別の例
を示した断面図である。
を示した断面図である。
1 ペースト状ろう付用材料
2 アルミナ基板
3 42Ni板
4 薄板状ろう付用材料
5 アルミナパイプ
6 コバールパイプ
Claims (5)
- 【請求項1】 Zr,Mg,B,Mm(希土類元素の
混合物)の1種以上を5重量%以下含有し、残部がAg
およびCuからなり、かつAgを0〜95重量%含有さ
せてなることを特徴とするろう付用材料。 - 【請求項2】 V,Cr,Co,Ni,Zn,Pd,
Cd,In,Sn,Sb,Ti,Si,P,Mnの1種
以上を合計で1〜50重量%添加してなる請求項1のろ
う付用材料。 - 【請求項3】 請求項1または2の組成からなる粒径
250μm以下の粉末に、樹脂および有機系溶媒を添加
・混練し、ペースト状にしてなることを特徴とするろう
付用材料。 - 【請求項4】 Tiを5重量%以下含有し、残部がA
gおよびCuからなり、かつAgが0〜95重量%の組
成からなる粒径250μm以下の粉末に、樹脂および有
機系溶媒を添加・混練し、ペースト状にしてなることを
特徴とするろう付用材料。 - 【請求項5】請求項1,2,3または4の組成からなる
粒径250μm以下の粉末に、無機化合物フラックスお
よび有機系溶媒を添加・混練し、ペースト状にしてなる
ことを特徴とするろう付用材料。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4030691A JPH04270094A (ja) | 1991-01-07 | 1991-03-06 | ろう付用材料 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3-234 | 1991-01-07 | ||
JP23491 | 1991-01-07 | ||
JP4030691A JPH04270094A (ja) | 1991-01-07 | 1991-03-06 | ろう付用材料 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04270094A true JPH04270094A (ja) | 1992-09-25 |
Family
ID=26333163
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4030691A Pending JPH04270094A (ja) | 1991-01-07 | 1991-03-06 | ろう付用材料 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04270094A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0820969A1 (fr) * | 1996-07-23 | 1998-01-28 | Commissariat A L'energie Atomique | Composition et procédé de brasage réactif de matériaux céramiques contenant de l'alumine |
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-
1991
- 1991-03-06 JP JP4030691A patent/JPH04270094A/ja active Pending
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