JP2679268B2

JP2679268B2 - ロウ材の製造方法

Info

Publication number: JP2679268B2
Application number: JP16644689A
Authority: JP
Inventors: 佳行柏木; 信行吉岡
Original assignee: Meidensha Corp
Current assignee: Meidensha Corp
Priority date: 1989-06-28
Filing date: 1989-06-28
Publication date: 1997-11-19
Anticipated expiration: 2012-11-19
Also published as: JPH0332488A

Description

【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野本発明は、ロウ材に係り、特にAgとAlとCuを主成分と
するAg−Al−Cu系のロウ材に関したものである。

B.発明の概要本発明は、Ag（銀）,Al（アルミニウム）、Cu（銅）
を主成分としたAg−Al−Cu系のロウ材であり、 25〜80重量％のAg粉末と,14〜75重量％のAl粉末と、
１〜30重量％のCu粉末との混合粉末を薄い板状に圧縮成
形するロウ材の製造方法である。

C.従来の技術金属の接合にロウ材を用いることは一般的に行われて
おり、その際のロウ材は、取り扱いの簡便な線状（線ロ
ウ）、板状（板ロウ）の形で使用されるのが一般的であ
る。

ロウ材の成分としては、接合金属等の条件によって選
択できるように各種のものがあり、その一つにAg,Alを
主成分としたAg−Al系のロウ材がある。

D.発明が解決しようとする課題一般的に知られているAg−Alロウ材は、Ag95−Al5
（重量％）であり、このロウ材にあっては、ロウ付温度
が900℃程度となり、接合部材及び他の構成部材に熱的
悪影響を与える場合がある。

しかして、Alを20〜50重量％含有させると、約566℃
程度で共晶点を持つことになり、ロウ付温度としては、
熱的悪影響の少ない約650℃程度の低温にできる利点が
ある。

しかし、Alを６〜７重量％以上含有すると金属間化合
物（例えばAg3Al）を作り、硬くて延びがなくなり、圧
延等の加工ができず、線材（例えば外形1mmのもの）、
板材（例えば0.1〜0.5mmのもの）に加工出来ないもので
ある。

従って、あえて低温用のAg−Alロウ材（例えばAg70−
Al30）が必要な場合には各成分の金属粉末を混合し、こ
の混合粉末の状態（または若干の加工を加えて）にて使
用せざるを得ないのが現状である。

このために、取り扱いが煩雑であり、しかも適応場所
に制限を受けてしまい、その上接合特性の安定性に欠け
るといった問題がある。

E.課題を解決するための手段発明者らは、Ag,Alの粉末をプラスマ溶射して薄膜状
のロウ材を形成することを試みた。

その結果、比較的良好な薄膜状のAg−Alロウ材を形成
できたが、新たに次のような課題が判明した。

任意の形状に加工するには強度が不足している。

例えばCu部材をロウ付接合した場合に、Alの一部がCu
部材中に拡散して、ロウ材の初期組成からずれてしま
い、ロウ材の厚みにもよるが接合部にクラックが生じる
ことがある。

原料を溶射することから、原料の損失があり、また設
定初期組成と、出来上がり組成との間に違いが生じる問
題がある。

そこで発明者らは、Cuを添加して上記の課題を解決で
きないか試みた。その結果、25〜80重量％のAgと、14〜
75重量％のAlと、１〜30重量％のCuとでロウ材を形成す
れば上記の問題が解決できて良好なロウ付特性が得られ
ることが判った。

本発明は、25〜80重量％のAg粉末と、14〜75重量％の
Al粉末と、１〜30重量％のCu粉末との混合粉末を圧縮成
形して得る薄い板状のロウ材の製造方法である。

しかして、Ag,Al,Cuが上述の範囲以外（未満、及び越
える場合）の場合にあっては、各々の成分の特性が顕著
となって、ロウ付性，接合特性が急激に低下するもので
ある。

なお、ロウ材の組成は、Agを30〜58重量％、Alを26〜60重量
％、Cuを10〜25重量％とするのが最も良好なロウ付特性
結果が得られる。

Ag,Al,Cu以外には、不可避不純物、接合金属に対応し
てロウ付性向上のために添加する他の成分を含有しても
差し支えない。

粉末は、−100メッシュ以下（149μｍ以下）の粒径の
ものが好ましい。またAlは、大気中（酸素存在下）で微
粉末になると爆発，発火の恐れがあるので、粒径は20μ
ｍ以上とするのが望ましい。

圧縮成形体の形状は、金型にて任意の形状にすること
ができ、ロウ付箇所の形状に合わせて、例えばリング
状，円形状に圧縮成形して得る。または圧縮成形して得
た板をレーザ加工等の手段にて所望の形状に加工するも
のである。

F.作用原料の混合粉末を薄い板状に圧縮成形するので、金型
形状にて任意の形状のロウ材を容易に得ることができ、
しかも圧縮成形しているのでロウ材配置時のハンドリン
グ時に形状が損なわれることは無く、適応箇所に制限の
無いAg−Al−Cu系のロウ材を容易に得ることができる。

G.実施例本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。

成分比が、Ag:Al:Cu＝約40:40:20（重量％）となるよ
うに坪量した、粒径が325メッシュ以下（−325メッシ
ュ）のAg粉末（80g）とAl粉末（160g）とCu粉末（40g）
とを用意し、これら粉末を混合機で充分に混合する。

得られた混合粉末から約1.5g分取し、径が40mmの金型
に均一に充填し、30トンで加圧成形して厚さ0.4mmの円
形状の薄い板状のロウ材を得た。

このロウ材を用いて真空中（10^-5torr）で、且つ650
℃の温度にてCu部材同志の接合を試みた結果、ロウ材の
流れも良く充分に接合されていることが確認された。

次に、成分以外の条件は前述の場合と同じくして各種
組成のロウ材を製作し接合実験を行った。

その結果図に示す組成範囲、すなわちAgが25〜80重量
％、Alが14〜75重量％、Cuが１〜30重量％であれば、良
好なロウ付特性が得られ、この範囲以外の場合には、ロ
ウ付部に「クラック」、「剥離」等のロウ付特性を悪化
させる要因が顕著に発生した。

一方、特にAgが30〜58重量％、Alが26〜60重量％、Cu
が10〜25重量％の場合には、強固な結合組織が得られ安
定したロウ付特性結果を得ることができた。

H.発明の効果本発明のロウ材は、原料のAg,Al,Cuの混合粉末を圧縮
成形するので、薄い板状のAg−Al系のロウ材の容易に得
ることができる。

しかも金型の形状を選択することにより任意の形状の
ロウ材を容易に得ることができ、適応箇所に制限の無い
板状のロウ材を得ることができる。

また、ロウ付温度が約650℃程度の比較的低い温度の
ロウ材であるから、接合部材及び他の構成部材に与える
熱的影響を軽減することができ、しかも、銅に限らず
鉄，ステンレス鋼，コバール合金，チタン，ニッケル等
の各種金属材料からなる部材を良好に接合できる。

従って、真空機器、電力機器（例えば真空インタラプ
タ、GTO）、電子機器、産業機器等の各種のロウ付箇所
に広く適用することができて、生産性の向上と価格低減
を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

図は、実験結果に基づく有用なロウ材の組成範囲の説明
図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平３−32494（ＪＰ，Ａ) 特開平３−32492（ＪＰ，Ａ) 特開平３−32489（ＪＰ，Ａ) 特開平３−32488（ＪＰ，Ａ) 特公昭44−27451（ＪＰ，Ｂ１) 特許2605841（ＪＰ，Ｂ２)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】AgとAlとCuとを主成分とするロウ材であっ
て、 25〜80重量％のAg粉末と、14〜75重量％のAl粉末と、１
〜30重量％のCu粉末との混合粉末を薄い板状に圧縮成形
することを特徴とするロウ材の製造方法。