JPH0788689A - ろう付用組成物 - Google Patents

ろう付用組成物

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JPH0788689A
JPH0788689A JP23472693A JP23472693A JPH0788689A JP H0788689 A JPH0788689 A JP H0788689A JP 23472693 A JP23472693 A JP 23472693A JP 23472693 A JP23472693 A JP 23472693A JP H0788689 A JPH0788689 A JP H0788689A
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JP
Japan
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powder
parts
weight
brazing
aluminum
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JP23472693A
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English (en)
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Hitoshi Saito
斉藤  均
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MA Aluminum Corp
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Mitsubishi Aluminum Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 低コストで得られるろう付用組成物を提供す
ることである。 【構成】 アルミニウム粉末と珪素粉末とを含むろう付
用組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、特にアルミニウム製品
の接合に用いられるろう付用組成物に関するものであ
る。
【0002】
【発明の背景】アルミニウムやアルミニウム合金(本明
細書では、単に、アルミニウム)製品の接合に、従来よ
りAl−Si合金が使用されていることは周知である。
ところで、このAl−Si合金からなるろう材を粉末の
形態で使用することが試みられている。例えば、ろう材
粉末、バインダ樹脂、及び溶剤からなるペーストを接合
個所に塗布し、又、フラックスを塗布して、不活性雰囲
気下で加熱してろう付けを行う技術が提案されている。
【0003】このろう材粉末は、例えばアルミニウムの
インゴットと珪素ハードナーとをろう材の組成に溶製し
た後、アトマイズ法により粉末化することで得られる。
しかしながら、予め、純金属やハードナーを一度溶かし
て成分調整した後、アトマイズ法により粉末化するの
で、製造コストが高く付いている。
【0004】
【発明の開示】ところで、本発明者は、Al−Si合金
からなるろう材についての研究をしているうちに、Al
粉末とSi粉末との混合物でも良いのではないかとの啓
示を得るに至った。すなわち、Alの融点は660℃で
あり、Siの融点は1420℃であって、これらの混合
物を用いても600℃近傍の温度ではろう付けが基本的
に不可能と思われていたものの、Al粉末とSi粉末と
が接触している界面にあっては、ミクロ的にAl−Si
合金のような状況が造り出されているのではないかとの
啓示を得るに至ったのである。そこで、Al粉末表面の
酸化皮膜をフラックスによって破壊し、ここにSi粉末
を接触させてやれば、この接触した界面にあってはAl
−Si合金のような状態がミクロ的に造り出されている
ことに相当し、予めAl−Si合金を造っておかなくと
も差し支えないであろうと考えたのである。
【0005】このような知見の基でアルミニウム粉末と
珪素粉末とからなる混合粉末をフラックス存在下で60
0℃に加熱した処、これは予想以上の好成績が観られた
のである。従って、本発明の目的は、低コストで得られ
るろう付用組成物を提供することである。
【0006】この本発明の目的は、アルミニウム粉末
と、珪素粉末とを含むことを特徴とするろう付用組成物
によって達成される。又、アルミニウム粉末と、珪素粉
末と、アルミニウム−珪素系合金粉末とを含むことを特
徴とするろう付用組成物によって達成される。又、アル
ミニウム粉末と、珪素粉末と、亜鉛粉末とを含むことを
特徴とするろう付用組成物によって達成される。
【0007】又、アルミニウム粉末と、珪素粉末と、ア
ルミニウム−珪素系合金粉末と、亜鉛粉末とを含むこと
を特徴とするろう付用組成物によって達成される。又、
上記のろう付用組成物に、更にTi,Cu,Cr及びこ
れらの合金の群の中から選ばれる少なくとも一つの粉末
が含まれてなるろう付用組成物によって達成される。
【0008】尚、上記のろう付用組成物において、アル
ミニウム粉末と珪素粉末との割合は、アルミニウム粉末
100重量部に対して珪素粉末が5〜40重量部、より
好ましくは10〜20重量部、特に共晶点である11.
7重量部近傍の割合であることが好ましい。又、アルミ
ニウム粉末は、平均粒径が0.2〜150μm、そして
珪素粉末は、平均粒径が0.2〜150μmのものであ
ることが好ましい。すなわち、各々の粉末を混ぜ合わせ
た際に、接触面を多くするには微細な方が好ましい訳で
あるが、超微粒子にするのはコストが掛かり、かつ、A
l粉末の場合には酸化膜の割合がそれだけ多くなること
に鑑み、アルミニウム粉末は平均粒径が0.2〜150
μm、珪素粉末は平均粒径が0.2〜150μmのもの
であることが好ましい。
【0009】又、アルミニウム−珪素系合金粉末が用い
られても良く、この場合にはアルミニウム100重量部
に対して珪素が5〜13重量部の割合の合金であること
が好ましい。又、アルミニウム−珪素系合金粉末は、平
均粒径が0.2〜150μmのものであることが好まし
い。特に、粉末混合物中に亜鉛粉末を添加しておくと、
犠牲陽極効果が奏されるのみではなく、昇温過程におい
て融点の低い亜鉛が先ず溶融し、アルミニウム粉末と珪
素粉末との間で濡れが起き易くなり、合金化がスムーズ
に行われるようになったことから、アルミニウム粉末1
00重量部に対して20重量部以下の亜鉛粉末を添加し
ておくことが好ましかった。尚、亜鉛粉末は、平均粒径
が0.2〜150μmのものであることが好ましい。
【0010】又、Ti,Cu,Cr及びこれらの合金の
群の中から選ばれる粉末の含有量は、アルミニウム粉末
100重量部に対して10重量部以下であることが好ま
しかった。尚、Ti,Cu,Cr及びこれらの合金の群
の中から選ばれる粉末は、平均粒径が1〜100μmの
ものであることが好ましい。本発明で用いられる粉末の
形状は如何なる形状のものであっても良い。しかしなが
ら、含有酸素量が少なく、フラックス効果が大きいこと
から球形ないしは略球状であることが好ましい。
【0011】本発明の混合粉末からなるろう付用組成物
を用いてろう付けするに際しては、フラックスを用いる
ことが極めて好ましい。すなわち、フラックスの存在下
で加熱により、アルミニウム粉末表面の酸化膜を破壊
し、これによってAl−Si合金化をスムーズに行わせ
る為である。このような観点からすれば、フラックスを
予め混ぜ合わせておいても良く、又、ろう付作業開始に
際して添加するようにしても良い。又、イソプロピルア
ルコールのようなアルコール(溶剤)を用いてスラリー
状のものとして用いても良い。
【0012】使用できるフラックスとしては各種のもの
が用いられる。例えば、KF−AlF3 ,RbF−Al
3 といったフッ化物系のフラックスを用いることが出
来る。本発明のろう付用組成物を用いてのろう付温度は
580〜620℃、時間は3〜15分、好ましくは5〜
10分である。
【0013】以下、具体的な実施例を挙げて説明する。
【0014】
【実施例】
〔実施例1〕平均粒径40μmで、球状のアルミニウム
粉末(純度99.9%)100重量部と、平均粒径20
μmの珪素粉末(純度99%)10重量部とからなるろ
う付用組成物を用意した。
【0015】そして、この混合粉末100重量部にフッ
化物系のフラックス(KF−AlF 3 )を20重量部混
合し、これをAl部品の接合部に供給し、窒素雰囲気中
で10分間600℃に保持し、ろう付けを行った。この
ろう付けによれば、良好なフィレットが形成されてお
り、接合具合は良好であった。
【0016】〔実施例2〕平均粒径40μmで、球状の
アルミニウム粉末(純度99.9%)100重量部と、
平均粒径20μmの珪素粉末(純度99%)14重量部
とからなるろう付用組成物を用意した。そして、この混
合粉末100重量部にフッ化物系のフラックス(KF−
AlF 3 )を20重量部混合し、これをAl部品の接合
部に供給し、窒素雰囲気中で10分間600℃に保持
し、ろう付けを行った。
【0017】このろう付けによれば、良好なフィレット
が形成されており、接合具合は良好であった。 〔実施例3〕平均粒径10μmで、球状のアルミニウム
粉末(純度99.9%)100重量部と、平均粒径10
μmの珪素粉末(純度99%)12重量部とからなるろ
う付用組成物を用意した。
【0018】そして、この混合粉末100重量部にフッ
化物系のフラックス(KF−AlF 3 )を20重量部混
合し、これをAl部品の接合部に供給し、窒素雰囲気中
で10分間600℃に保持し、ろう付けを行った。この
ろう付けによれば、良好なフィレットが形成されてお
り、接合具合は良好であった。
【0019】〔実施例4〕平均粒径100μmで、球状
のアルミニウム粉末(純度99.9%)100重量部
と、平均粒径80μmの珪素粉末(純度99%)12重
量部とからなるろう付用組成物を用意した。そして、こ
の混合粉末100重量部にフッ化物系のフラックス(K
F−AlF 3 )を20重量部混合し、これをAl部品の
接合部に供給し、窒素雰囲気中で10分間600℃に保
持し、ろう付けを行った。
【0020】このろう付けによれば、良好なフィレット
が形成されており、接合具合は良好であった。 〔実施例5〕平均粒径40μmで、球状のアルミニウム
粉末(純度99.9%)100重量部と、平均粒径20
μmの珪素粉末(純度99%)12重量部と、平均粒径
40μmで、球状のアルミニウム−珪素(重量比で10
0:12)合金粉末20重量部とからなるろう付用組成
物を用意した。
【0021】そして、この混合粉末100重量部にフッ
化物系のフラックス(KF−AlF 3 )を20重量部混
合し、これをAl部品の接合部に供給し、窒素雰囲気中
で10分間600℃に保持し、ろう付けを行った。この
ろう付けによれば、良好なフィレットが形成されてお
り、接合具合は良好であった。
【0022】〔実施例6〕平均粒径40μmで、球状の
アルミニウム粉末(純度99.9%)100重量部と、
平均粒径20μmの珪素粉末(純度99%)12重量部
と、平均粒径40μmで、球状のアルミニウム−珪素
(重量比で100:12)合金粉末30重量部とからな
るろう付用組成物を用意した。
【0023】そして、この混合粉末100重量部にフッ
化物系のフラックス(KF−AlF 3 )を20重量部混
合し、これをAl部品の接合部に供給し、窒素雰囲気中
で10分間600℃に保持し、ろう付けを行った。この
ろう付けによれば、良好なフィレットが形成されてお
り、接合具合は良好であった。
【0024】〔実施例7〕平均粒径40μmで、球状の
アルミニウム粉末(純度99.9%)100重量部と、
平均粒径20μmの珪素粉末(純度99%)12重量部
と、平均粒径40μmの亜鉛粉末(純度99.9%)1
0重量部とからなるろう付用組成物を用意した。
【0025】そして、この混合粉末100重量部にフッ
化物系のフラックス(KF−AlF 3 )を20重量部混
合し、これをAl部品の接合部に供給し、窒素雰囲気中
で10分間600℃に保持し、ろう付けを行った。この
ろう付けによれば、良好なフィレットが形成されてお
り、接合具合は良好であった。
【0026】〔実施例8〕平均粒径40μmで、球状の
アルミニウム粉末(純度99.9%)100重量部と、
平均粒径20μmの珪素粉末(純度99%)12重量部
と、平均粒径10μmの亜鉛粉末(純度99.9%)2
0重量部とからなるろう付用組成物を用意した。
【0027】そして、この混合粉末100重量部にフッ
化物系のフラックス(KF−AlF 3 )を20重量部混
合し、これをAl部品の接合部に供給し、窒素雰囲気中
で10分間600℃に保持し、ろう付けを行った。この
ろう付けによれば、良好なフィレットが形成されてお
り、接合具合は良好であった。
【0028】〔実施例9〕平均粒径40μmで、球状の
アルミニウム粉末(純度99.9%)100重量部と、
平均粒径20μmの珪素粉末(純度99%)12重量部
と、平均粒径100μmの亜鉛粉末(純度99.9%)
5重量部とからなるろう付用組成物を用意した。
【0029】そして、この混合粉末100重量部にフッ
化物系のフラックス(KF−AlF 3 )を20重量部混
合し、これをAl部品の接合部に供給し、窒素雰囲気中
で10分間600℃に保持し、ろう付けを行った。この
ろう付けによれば、良好なフィレットが形成されてお
り、接合具合は良好であった。
【0030】〔実施例10〕平均粒径40μmで、球状
のアルミニウム粉末(純度99.9%)100重量部
と、平均粒径20μmの珪素粉末(純度99%)12重
量部と、平均粒径10μmの亜鉛粉末(純度99.9
%)5重量部と、平均粒径40μmで、球状のアルミニ
ウム−珪素(重量比で100:12)合金粉末5重量部
とからなるろう付用組成物を用意した。
【0031】そして、この混合粉末100重量部にフッ
化物系のフラックス(KF−AlF 3 )を20重量部混
合し、これをAl部品の接合部に供給し、窒素雰囲気中
で10分間600℃に保持し、ろう付けを行った。この
ろう付けによれば、良好なフィレットが形成されてお
り、接合具合は良好であった。
【0032】〔実施例11〕平均粒径40μmで、球状
のアルミニウム粉末(純度99.9%)100重量部
と、平均粒径20μmの珪素粉末(純度99%)12重
量部と、平均粒径10μmの亜鉛粉末(純度99.9
%)5重量部と、平均粒径10μmのTi粉末(純度9
9.9%)5重量部とからなるろう付用組成物を用意し
た。
【0033】そして、この混合粉末100重量部にフッ
化物系のフラックス(KF−AlF 3 )を20重量部混
合し、これをAl部品の接合部に供給し、窒素雰囲気中
で10分間600℃に保持し、ろう付けを行った。この
ろう付けによれば、良好なフィレットが形成されてお
り、接合具合は良好であった。
【0034】〔実施例12〕平均粒径40μmで、球状
のアルミニウム粉末(純度99.9%)100重量部
と、平均粒径20μmの珪素粉末(純度99%)12重
量部と、平均粒径10μmの亜鉛粉末(純度99.9
%)5重量部と、平均粒径10μmのCu粉末(純度9
9.9%)5重量部とからなるろう付用組成物を用意し
た。
【0035】そして、この混合粉末100重量部にフッ
化物系のフラックス(KF−AlF 3 )を20重量部混
合し、これをAl部品の接合部に供給し、窒素雰囲気中
で10分間600℃に保持し、ろう付けを行った。この
ろう付けによれば、良好なフィレットが形成されてお
り、接合具合は良好であった。
【0036】〔実施例13〕平均粒径40μmで、球状
のアルミニウム粉末(純度99.9%)100重量部
と、平均粒径20μmの珪素粉末(純度99%)12重
量部と、平均粒径10μmの亜鉛粉末(純度99.9
%)5重量部と、平均粒径10μmのCr粉末(純度9
9.9%)5重量部とからなるろう付用組成物を用意し
た。
【0037】そして、この混合粉末100重量部にフッ
化物系のフラックス(KF−AlF 3 )を20重量部混
合し、これをAl部品の接合部に供給し、窒素雰囲気中
で10分間600℃に保持し、ろう付けを行った。この
ろう付けによれば、良好なフィレットが形成されてお
り、接合具合は良好であった。
【0038】〔実施例14〕平均粒径40μmで、球状
のアルミニウム粉末(純度99.9%)100重量部
と、平均粒径20μmの珪素粉末(純度99%)12重
量部と、平均粒径10μmの亜鉛粉末(純度99.9
%)4重量部と、平均粒径40μmで、球状のアルミニ
ウム−珪素(重量比で100:12)合金粉末4重量部
と、平均粒径10μmのTi粉末(純度99.9%)2
重量部とからなるろう付用組成物を用意した。
【0039】そして、この混合粉末100重量部にフッ
化物系のフラックス(KF−AlF 3 )を20重量部混
合し、これをAl部品の接合部に供給し、窒素雰囲気中
で10分間600℃に保持し、ろう付けを行った。この
ろう付けによれば、良好なフィレットが形成されてお
り、接合具合は良好であった。
【0040】
【効果】良好なろう付けが行われる。しかも、ろう付用
組成物は粉末の混合物の形態であるから、低廉なコスト
で得られる。

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アルミニウム粉末と、珪素粉末とを含む
    ことを特徴とするろう付用組成物。
  2. 【請求項2】 アルミニウム粉末と、珪素粉末と、アル
    ミニウム−珪素系合金粉末とを含むことを特徴とするろ
    う付用組成物。
  3. 【請求項3】 亜鉛粉末が含まれることを特徴とする請
    求項1または請求項2のろう付用組成物。
  4. 【請求項4】 Ti,Cu,Cr及びこれらの合金の群
    の中から選ばれる少なくとも一つの粉末が含まれること
    を特徴とする請求項1〜請求項3のろう付用組成物。
  5. 【請求項5】 アルミニウム粉末と珪素粉末との割合
    が、アルミニウム粉末100重量部に対して珪素粉末は
    5〜40重量部であることを特徴とする請求項1または
    請求項2のろう付用組成物。
  6. 【請求項6】 アルミニウム粉末は、平均粒径が0.2
    〜150μmのものであることを特徴とする請求項1、
    請求項2または請求項5のろう付用組成物。
  7. 【請求項7】 珪素粉末は、平均粒径が0.2〜150
    μmのものであることを特徴とする請求項1、請求項2
    または請求項5のろう付用組成物。
  8. 【請求項8】 アルミニウム−珪素系合金粉末は、アル
    ミニウム100重量部に対して珪素が5〜20重量部の
    割合であることを特徴とする請求項2のろう付用組成
    物。
  9. 【請求項9】 アルミニウム−珪素系合金粉末は、平均
    粒径が0.2〜150μmのものであることを特徴とす
    る請求項2または請求項8のろう付用組成物。
  10. 【請求項10】 亜鉛粉末の含有量は、アルミニウム粉
    末100重量部に対して20重量部以下であることを特
    徴とする請求項3のろう付用組成物。
  11. 【請求項11】 亜鉛粉末は、平均粒径が0.2〜15
    0μmのものであることを特徴とする請求項3のろう付
    用組成物。
  12. 【請求項12】 Ti,Cu,Cr及びこれらの合金の
    群の中から選ばれる粉末の含有量は、アルミニウム粉末
    100重量部に対して10重量部以下であることを特徴
    とする請求項4のろう付用組成物。
  13. 【請求項13】 Ti,Cu,Cr及びこれらの合金の
    群の中から選ばれる粉末は、平均粒径が1〜100μm
    のものであることを特徴とする請求項4のろう付用組成
    物。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6113667A (en) * 1996-12-14 2000-09-05 Mitsubishi Aluminum Kabushiki Kaisha Brazing aluminum alloy powder composition and brazing method using such powder composition
CN1104992C (zh) * 1997-03-27 2003-04-09 三菱铝株式会社 钎焊铝合金的粉末组合物
JP2013248657A (ja) * 2012-06-04 2013-12-12 Meidensha Corp ろう材、ろう材による接合方法及び半導体モジュール

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