JPH02142698A - 複合はんだ - Google Patents
複合はんだInfo
- Publication number
- JPH02142698A JPH02142698A JP29547588A JP29547588A JPH02142698A JP H02142698 A JPH02142698 A JP H02142698A JP 29547588 A JP29547588 A JP 29547588A JP 29547588 A JP29547588 A JP 29547588A JP H02142698 A JPH02142698 A JP H02142698A
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- Japan
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- solder
- composite
- flux
- metal particles
- reinforcing material
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- Pending
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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
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、はんだ中に金属粒子や繊維を均一に分散さぜ
な複合はんだに関する。
な複合はんだに関する。
［従来の技術］
従来より、錫鉛合金（Ｓｎ−Ｐｂ）系はんだは、融点が
低いので、はんだごてやトーチランプを用いて容易に加
熱溶融させることができるために、鉄鋼、銅、銅合金、
ニッケル、鉛、錫、ｆ鉛およびその合金の接合に用いら
れている。しかるに、はんだによる接合は、ろう付けや
溶接による接合に比べて強度がはるかに弱いという問題
点があった。
低いので、はんだごてやトーチランプを用いて容易に加
熱溶融させることができるために、鉄鋼、銅、銅合金、
ニッケル、鉛、錫、ｆ鉛およびその合金の接合に用いら
れている。しかるに、はんだによる接合は、ろう付けや
溶接による接合に比べて強度がはるかに弱いという問題
点があった。
このため、従来より、例えば組成比を変更した５ｎ−ｐ
ｂ系はんだ（第６図のグラフ）、アンチモン（Ｓｂ）
、銀（＾ｇ）、ビスマス（Ｂｉ）、銅（Ｃｕ）などの第
３元素を添加した５ｎ−Ｐｂ系はんだ（第７図のグラフ
）等、釦−ｐｂ系はんだの引張強さの改良が種々検討さ
れてきた。
ｂ系はんだ（第６図のグラフ）、アンチモン（Ｓｂ）
、銀（＾ｇ）、ビスマス（Ｂｉ）、銅（Ｃｕ）などの第
３元素を添加した５ｎ−Ｐｂ系はんだ（第７図のグラフ
）等、釦−ｐｂ系はんだの引張強さの改良が種々検討さ
れてきた。
［発明が解決しようとする課題］
しかるに、釦−ｐｂ系はんだの強度改良では、大きな改
善は見られなかった。また、５ｎ−Ｐｂ系以外のはんだ
には、引張強さの大きいものもあるが、それらは金（Ａ
ｕ）等の貴金属を含み、高価であったり、融点が高（Ｓ
ｎ−Ｐｂ系はんだのように容易に扱えなかったりすると
いう課題があり、特殊な接合箇所にしか用いることがで
きなかった。
善は見られなかった。また、５ｎ−Ｐｂ系以外のはんだ
には、引張強さの大きいものもあるが、それらは金（Ａ
ｕ）等の貴金属を含み、高価であったり、融点が高（Ｓ
ｎ−Ｐｂ系はんだのように容易に扱えなかったりすると
いう課題があり、特殊な接合箇所にしか用いることがで
きなかった。
さらに、金属粒子または一金属繊維等の強化材をはんだ
中に添加し混合して複合材料とすることにより、接合後
の引張強さを改善しようとする方法が存在する。
中に添加し混合して複合材料とすることにより、接合後
の引張強さを改善しようとする方法が存在する。
しかるに、単に溶融はんだに強化材を添加し混合するだ
けでは、強化材の表面に存在する酸化膜、吸着水分や吸
着気体等により溶融はんだの強化材への濡れが悪いので
、強化材をはんだ中に均一に分散させることができない
という課題があった。
けでは、強化材の表面に存在する酸化膜、吸着水分や吸
着気体等により溶融はんだの強化材への濡れが悪いので
、強化材をはんだ中に均一に分散させることができない
という課題があった。
本発明は、安価で融点が低く容易に汲うことができ、強
化材をはんだ中にほぼ均一に分散することができ、接合
後の強度を改善することができる複合はんだの提供を目
的とする。
化材をはんだ中にほぼ均一に分散することができ、接合
後の強度を改善することができる複合はんだの提供を目
的とする。
［課題を解決するための手段］
本発明の複合はんだは、錫と鉛とを主成分とするはんだ
と、接合後の強度を高める金属製強化材と、前記はんだ
の前記強化材への濡れを促進させるフラックスとからな
り、前記はんだと前記強化材と前記フラックスとを混合
攪拌して加熱溶融して複合化させた構成を採用した。
と、接合後の強度を高める金属製強化材と、前記はんだ
の前記強化材への濡れを促進させるフラックスとからな
り、前記はんだと前記強化材と前記フラックスとを混合
攪拌して加熱溶融して複合化させた構成を採用した。
［作用および発明の効果］
本発明の複合はんだは上記構成によりつぎの作用および
効果を有する。
効果を有する。
粉状はんだと強化材とフラックスとを混合攪拌させると
、強化材がはんだ中にほぼ均一に分散することとなる。
、強化材がはんだ中にほぼ均一に分散することとなる。
そしてこれらを加熱溶融すると、フラックスがはんだの
強化材への濡れを促進させることによって、はんだと強
化材とを複合材料とすることができる。このため、接合
後の強度を改善することができる。また、強化材として
安価な金属を使用することによって、安価な複合はんだ
が形成できる。さらに、複合はんだは、融点が低いので
、はんだごてやトーチランプを用いて容易に加熱溶融さ
せることができる。
強化材への濡れを促進させることによって、はんだと強
化材とを複合材料とすることができる。このため、接合
後の強度を改善することができる。また、強化材として
安価な金属を使用することによって、安価な複合はんだ
が形成できる。さらに、複合はんだは、融点が低いので
、はんだごてやトーチランプを用いて容易に加熱溶融さ
せることができる。
［実施例コ
本発明の複合はんだの実施例を図に基づき説明する。
第１図ないし第２図は本発明を製造するための複合はん
だの製造工程を示す。
だの製造工程を示す。
１は金属同士の接合に利用される複合はんだを示す、こ
の複合はんだ１は、はんだペースト２と強化材としての
金属粒子３とを混合攪拌し、加熱溶融して複合化したも
のである。
の複合はんだ１は、はんだペースト２と強化材としての
金属粒子３とを混合攪拌し、加熱溶融して複合化したも
のである。
はんだペースト２は、錫鉛合金製の粉状はんだ２１、お
よび該粉状はんだ２１の金属粒子３への濡れを促進させ
る液状フラックス２２から構成されている。
よび該粉状はんだ２１の金属粒子３への濡れを促進させ
る液状フラックス２２から構成されている。
フラックス２２は、ある粉状はんだ２１とその周囲の粉
状はんだ２１との間隙に存在している。また、フラック
ス２２は、粉状はんだ２１を加熱溶融した際に、溶融は
んだ２４の金属５の接合面５１および金属６の接合面６
１への濡れを促進させるものであるとともに、溶融はん
だ２４の金属粒子３への濡れを促進させるものである。
状はんだ２１との間隙に存在している。また、フラック
ス２２は、粉状はんだ２１を加熱溶融した際に、溶融は
んだ２４の金属５の接合面５１および金属６の接合面６
１への濡れを促進させるものであるとともに、溶融はん
だ２４の金属粒子３への濡れを促進させるものである。
金属粒子３としては、金属同士の接合後の引張強さを高
めるとともに、フラックス２２の存在下で溶融はんだ２
４の濡れ性が良好なニッケル（Ｎｉ）粒子、銅（Ｃｕ）
粒子または他の金属粒子等が用いられる。
めるとともに、フラックス２２の存在下で溶融はんだ２
４の濡れ性が良好なニッケル（Ｎｉ）粒子、銅（Ｃｕ）
粒子または他の金属粒子等が用いられる。
本実施例の複合はんだ１の製造方法を第１図および第２
図に基づき説明する。
図に基づき説明する。
第１図に示すように、室温（例えば２５℃）で、５ｎ−
Ｐｂ製の粉状はんだ２１、該粉状はんだ２１の金属粒子
３への濡れを促進させるフラックス２２からなるはんだ
ペースト２と金属匂子３とを機械的に混合して攪拌する
ことによって、粉状はんだ２１内に金属粒子３がほぼ均
一に分散しており、金属ひ子３の表面にフラックス２２
が付着したペースト状混合材４が製造される（混合工程
）。
Ｐｂ製の粉状はんだ２１、該粉状はんだ２１の金属粒子
３への濡れを促進させるフラックス２２からなるはんだ
ペースト２と金属匂子３とを機械的に混合して攪拌する
ことによって、粉状はんだ２１内に金属粒子３がほぼ均
一に分散しており、金属ひ子３の表面にフラックス２２
が付着したペースト状混合材４が製造される（混合工程
）。
第２図に示すように、ペースト状混合材４を金α５の接
合面５１と金属６の接合面６１との間に装着する。そし
て、ペースト状混合材４を加熱し、粉状はんだ２１を溶
融さぜる。このとき、金属粒子３の表面に付着したフラ
ックス２２が金属粒子３と溶融はんだ２４との化合物（
Ｎｉ−３ｎまたはＣｕ −Ｓｎ ）からなる合金層２５
の形成を促進する。
合面５１と金属６の接合面６１との間に装着する。そし
て、ペースト状混合材４を加熱し、粉状はんだ２１を溶
融さぜる。このとき、金属粒子３の表面に付着したフラ
ックス２２が金属粒子３と溶融はんだ２４との化合物（
Ｎｉ−３ｎまたはＣｕ −Ｓｎ ）からなる合金層２５
の形成を促進する。
これを冷却すると、金属粒子３と溶融はんだ２４とが複
合化され、金属粒子３がはんだ２９内にほぼ均一に分散
した複合はんだ１が製造されるとともに、金属５と金Ｈ
６とが確実に接合することとなる（１合化工程）。
合化され、金属粒子３がはんだ２９内にほぼ均一に分散
した複合はんだ１が製造されるとともに、金属５と金Ｈ
６とが確実に接合することとなる（１合化工程）。
第３図は溶融はんだ２４中にニッケル粒子を添加した複
合はんだ１の引張強さ（σＢ）の粒子体積率（ｖｏｌ
％）に対する変化量を表すグラフである。
合はんだ１の引張強さ（σＢ）の粒子体積率（ｖｏｌ
％）に対する変化量を表すグラフである。
第３図のグラフで明らかなように、ニッケル粒子の体積
を増大させるにしたがって、引張強さが向上し、最大９
．５ｋｇｆ／−と従来の５ｎ−Ｐｂ系はんだでは得られ
なかった強度を実現した。
を増大させるにしたがって、引張強さが向上し、最大９
．５ｋｇｆ／−と従来の５ｎ−Ｐｂ系はんだでは得られ
なかった強度を実現した。
すなわち、溶融はんだ２４中に金属粒子３をほぼ均一に
分散させて、溶融はんだ２４と金属粒子３とを複合化し
てなる複合はんだ１は、従来のものと比較して接合後の
強度を飛躍的に改善することができ、またこの複合はん
だ１は、安価で融点が低いので、はんだごてやトーチラ
ンプを用いて容易に加熱溶融するため、金属同士の接合
時に容易にはんだ付けできる。
分散させて、溶融はんだ２４と金属粒子３とを複合化し
てなる複合はんだ１は、従来のものと比較して接合後の
強度を飛躍的に改善することができ、またこの複合はん
だ１は、安価で融点が低いので、はんだごてやトーチラ
ンプを用いて容易に加熱溶融するため、金属同士の接合
時に容易にはんだ付けできる。
第４図および第５図は本発明を製造するための他の複合
はんだ１の製造工程を示す。
はんだ１の製造工程を示す。
ここで１は、はんだおよびフラックス２７を加熱溶融さ
せるための加熱装置である。この加熱装置７は、金属粒
子３、はんだおよびフラックス２７を入れる容器７１、
該容器７１内の金属粒子３、はんだおよびフラックス２
７を加熱し、はんだおよびフラックス２１を溶融させる
ための電気規炉１２、該電気炬炉７２へ電気を供給（Ｏ
Ｎ） したり、電気燻炉１２への電気の供給を停止（０
ＦＦ） したりするスイッチ１３を備える。また、８は
該容器７１内の金属粒子３、溶融はんだ２６およびフラ
ックス２７を混合攪拌する棒部材である。
せるための加熱装置である。この加熱装置７は、金属粒
子３、はんだおよびフラックス２７を入れる容器７１、
該容器７１内の金属粒子３、はんだおよびフラックス２
７を加熱し、はんだおよびフラックス２１を溶融させる
ための電気規炉１２、該電気炬炉７２へ電気を供給（Ｏ
Ｎ） したり、電気燻炉１２への電気の供給を停止（０
ＦＦ） したりするスイッチ１３を備える。また、８は
該容器７１内の金属粒子３、溶融はんだ２６およびフラ
ックス２７を混合攪拌する棒部材である。
本実施例の複合はんだ１の製造方法を第４図および第５
図に基づき説明する。
図に基づき説明する。
容器７１内にはんだおよびフラックス２７を入れる。
そして、スイッチ１３をＯＮして電気規炉１２により、
はんだおよびフラックス２７を高温（例えば２００〜３
５０℃）で加熱し溶融させる。
はんだおよびフラックス２７を高温（例えば２００〜３
５０℃）で加熱し溶融させる。
このとき、容器７１内では、比重の相違からフラックス
２１が溶融はんだ２６の液面」−に位置することとなる
。つぎに、ニッケル粒子または銅粒子からなる金属粒子
３を容器７１内に入れると、比重によりフラックス２７
を通過する際に、表面にフラックス２７を付着させた状
態で、溶融はんだ２６内に侵入する。このため、金属粒
子３の表面には、金属粒子３と溶融はんだ２６との化合
物（Ｈｉ−８ｎまたはＣＵ−３ｎ）からなる合金層２８
が生成される。
２１が溶融はんだ２６の液面」−に位置することとなる
。つぎに、ニッケル粒子または銅粒子からなる金属粒子
３を容器７１内に入れると、比重によりフラックス２７
を通過する際に、表面にフラックス２７を付着させた状
態で、溶融はんだ２６内に侵入する。このため、金属粒
子３の表面には、金属粒子３と溶融はんだ２６との化合
物（Ｈｉ−８ｎまたはＣＵ−３ｎ）からなる合金層２８
が生成される。
また、容器７１内の金属粒子３、溶融はんだ２６および
フラックス２１を棒部材８によって、はぼ均一に分散す
るように混合して複合化させることにより複合はんだ１
をＷＡ造する。
フラックス２１を棒部材８によって、はぼ均一に分散す
るように混合して複合化させることにより複合はんだ１
をＷＡ造する。
そして、第５図に示すように、容器７１内の複合はんだ
１を取出して冷却し、さらに任意の形状（例えば板状）
に成形して、はんだ２９中に金属粒子３がほぼ均一に分
散した複合はんだの成形品１０を製造する。さらに、こ
の複合はんだの成形品１０を金属同士の接合部分（図示
せず）に供給し再度はんだごてやトーチランプを用いて
加熱溶融させること樟よって、金属同士を接合する。
１を取出して冷却し、さらに任意の形状（例えば板状）
に成形して、はんだ２９中に金属粒子３がほぼ均一に分
散した複合はんだの成形品１０を製造する。さらに、こ
の複合はんだの成形品１０を金属同士の接合部分（図示
せず）に供給し再度はんだごてやトーチランプを用いて
加熱溶融させること樟よって、金属同士を接合する。
［他の実施例］
本実施例では、金属製強化材としてフラックスの存在下
で溶融はんだに濡れることができるニッケル粒子、銅粒
子または他の金属粒子等を用いたが、金属製強化材とし
て金属繊維を用いても良く、またフラックスの存在下で
溶融はんだに個れることができない粒子または繊維の表
面にニッケル鍍金や銅鍍金等を施したものを用いても良
い。
で溶融はんだに濡れることができるニッケル粒子、銅粒
子または他の金属粒子等を用いたが、金属製強化材とし
て金属繊維を用いても良く、またフラックスの存在下で
溶融はんだに個れることができない粒子または繊維の表
面にニッケル鍍金や銅鍍金等を施したものを用いても良
い。
第１図および第２図は本発明を製造するための複合はん
だの製造工程を示す概略図、第３図は溶融はんだ中にニ
ッケル粒子をほぼ均一に分散させた複合はんだの引張強
さの粒子体積率に対する変化量を表すグラフ、第４図お
よび第５図は本発明を製造するための他の複合はんだの
製造工程を示す概略図、第６図は錫鉛合金系はんだの組
成比と引張強さとの関係を表すグラフ、第７図は５ｎ５
０−ｐｂへの第３元素の添加量と引張強さとの関係を表
すグラフである。 図中 １・・・複合はんだ ２・・・はんだペースト ３・・
・金属粒子（強化材）２１・・・粉状はんだ ２２・・
・フラックス ２４．２６・・・溶融はんだ ２９・・
・はんだ２・・はんだベース１〜 ３゜、・金属粒子（強化材） ２１・・粉状はんだ ２２・・フラックス 第１図 粒 子 体 第３図 積 率 （■０１・ム ） ＼ 第５図 第６図 ｓ ｎ （ｗｔ ”ｌｅ） 第７図 添加量 （ｗｔ・ム）
だの製造工程を示す概略図、第３図は溶融はんだ中にニ
ッケル粒子をほぼ均一に分散させた複合はんだの引張強
さの粒子体積率に対する変化量を表すグラフ、第４図お
よび第５図は本発明を製造するための他の複合はんだの
製造工程を示す概略図、第６図は錫鉛合金系はんだの組
成比と引張強さとの関係を表すグラフ、第７図は５ｎ５
０−ｐｂへの第３元素の添加量と引張強さとの関係を表
すグラフである。 図中 １・・・複合はんだ ２・・・はんだペースト ３・・
・金属粒子（強化材）２１・・・粉状はんだ ２２・・
・フラックス ２４．２６・・・溶融はんだ ２９・・
・はんだ２・・はんだベース１〜 ３゜、・金属粒子（強化材） ２１・・粉状はんだ ２２・・フラックス 第１図 粒 子 体 第３図 積 率 （■０１・ム ） ＼ 第５図 第６図 ｓ ｎ （ｗｔ ”ｌｅ） 第７図 添加量 （ｗｔ・ム）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）錫と鉛とを主成分とするはんだと、接合後の強度を
高める金属製強化材と、前記はんだの前記強化材への濡
れを促進させるフラックスとからなり、 前記はんだと前記強化材と前記フラックスとを混合攪拌
して加熱溶融して複合化させた複合はんだ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29547588A JPH02142698A (ja) | 1988-11-23 | 1988-11-23 | 複合はんだ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29547588A JPH02142698A (ja) | 1988-11-23 | 1988-11-23 | 複合はんだ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02142698A true JPH02142698A (ja) | 1990-05-31 |
Family
ID=17821081
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29547588A Pending JPH02142698A (ja) | 1988-11-23 | 1988-11-23 | 複合はんだ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02142698A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5779872A (en) * | 1992-03-13 | 1998-07-14 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Composite material having anti-wear property and process for producing the same |
| US6872465B2 (en) * | 2002-03-08 | 2005-03-29 | Hitachi, Ltd. | Solder |
-
1988
- 1988-11-23 JP JP29547588A patent/JPH02142698A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5779872A (en) * | 1992-03-13 | 1998-07-14 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Composite material having anti-wear property and process for producing the same |
| US5839496A (en) * | 1992-03-13 | 1998-11-24 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Composite material having anti-wear property and process for producing the same |
| US5861217A (en) * | 1992-03-13 | 1999-01-19 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Composite material having anti-wear property and process for producing the same |
| US6872465B2 (en) * | 2002-03-08 | 2005-03-29 | Hitachi, Ltd. | Solder |
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