JPH0450112B2 - - Google Patents

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JPH0450112B2
JPH0450112B2 JP15371784A JP15371784A JPH0450112B2 JP H0450112 B2 JPH0450112 B2 JP H0450112B2 JP 15371784 A JP15371784 A JP 15371784A JP 15371784 A JP15371784 A JP 15371784A JP H0450112 B2 JPH0450112 B2 JP H0450112B2
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JP
Japan
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flux
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brazing
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fluorides
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JP15371784A
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Takashi Fukumaki
Katsuhiko Shioda
Satoshi Ogura
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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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
    • B23K35/36Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings or fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest
    • B23K35/3601Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings or fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest with inorganic compounds as principal constituents
    • B23K35/3606Borates or B-oxides
    • 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
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    • B23K35/3601Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings or fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest with inorganic compounds as principal constituents
    • B23K35/3603Halide salts
    • B23K35/3605Fluorides

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Nonmetallic Welding Materials (AREA)
  • Prevention Of Electric Corrosion (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕 本発明は新規なろう付用フラツクスに係り、特
にAlまたはAl合金の板、管、その他の構成物、
電子部品の接合に好適なろう付用フラツクスに関
するものである。 〔発明の背景〕 従来、AlまたはAl合金のろう付には、塩化物
系のフラツクスが一般的に用いられている。しか
しながら、この塩化物系のフラツクスは吸湿性が
大きく、湿気が存在すると吸湿して母材を腐食さ
せることがある。そのため、塩化物系のフラツク
スにおいては、ろう付後に残渣フラツクスを完全
に除去しなければならないという問題があつた。 このような問題点を改良する従来のフラツクス
としては、米国特許3951328号に示すように、弗
化物のフラツクスが提案されている。 この弗化物系フラツクスは、KFとAlF3を混
合、溶解して、K3AlF6とKAlF4の混合物を含む
ようにしたものである。 したがつて、このフラツクスにおいては、KF
−AlF3の状態図の共晶点よりもKF含有量を微量
増加しても融点が著しく上昇する。たとえば、
KFが50重量%(AlF350重量%)では、フラツク
スの融点は560〜700℃を示すようになる。そこ
で、ろう付が通常行われる600〜620℃の範囲で
は、半溶融状態となり、フラツクスの活性度が低
下し、ぬれ広がり性が悪くなつて末ろう付品が発
生する恐れがある。また、このAlおよびAl合金
用フラツクスにおいては、ろう付後の耐食性を向
上させる効果がなく、ろう付製品の耐食性に欠陥
を生ずることがあるという問題点を有していた。 〔発明の目的〕 本発明の目的は、吸湿性がないとともに、ぬれ
広がり性に優れ、且つ被接合表面に耐食性金属、
特にZnを残留させることにより耐食性を向上さ
せるろう付用フラツクスを提供することにある。 〔発明の概要〕 本発明は、KBF4を主成分とし、該KBF4B
族、A族、B族、B族金属の弗化物を少なく
とも1種含有し、前記B族及びB族金属の弗化
物を20重量%以下、A族及びB族金属の弗化物
を45重量%以下含有するろう付用フラツクスであ
る。 ろう付後、残渣フラツクスを除去しなくとも耐
食性を保持することができるフラツクスの必須条
件は、ろう付後の表面における残渣フラツクスに
吸湿性の成分が存在しないことである。非吸湿性
のフラツクスとしては弗化物系の成分が多い。ま
たAlおよびAl合金部材の酸化皮膜を除去し、ぬ
れ広がりを大きくするのは塩化物系の成分が一般
的に使用されている。しかし塩化物系のほとんど
は吸湿性を有するため、ろう付後の残渣フラツク
スを完全に除去しないと、耐食性を著しく低下さ
せる。そこで、特にAlおよびAl合金に対する弗
化物系フラツクスとして、好適な融点、ぬれ広が
り性および犠牲陽極皮膜を形成する作用を付与す
るために種々、検討した結果、KBF4にろうのぬ
れ性を増す元素およびこれらの弗化物、被ろう付
物の表面に犠牲陽極皮膜を形成する元素およびこ
れらの弗化物を単独あるいは複合で付加すること
により、優れたろう付特性を示すことを見い出し
た。 本発明はこのような知見に基づいてなされたも
のであつて、KBF4に添加してろうのぬれ性を増
す弗化物、もしくはKBF4に添加して被ろう付物
の表面に犠牲陽極皮膜を形成する弗化物を含有す
ることを特徴としている。 主要組成のKBF4はそれ自身が530℃程の融点
を有しているので、単体でもフラツクスとして使
用することが考えられる。確かに高い濃度の
KBF4粉末を用いればろうのぬれは得られる。し
かし実用面ではそのような使い方はできないの
で、ある種の添加元素によつてフラツクス濃度を
薄くして適用できるようにすることが必要であ
る。種々の調査の結果が上記に示すような弗化物
である。 ろうのぬれ性を増す弗化物は周期率表のB族、
A族、B族、および、B族の各々元素の弗化
物から選ばれた少なくとも1つの弗化物からな
り、また被ろう付物の表面に犠牲陽極皮膜を形成
する弗素化合物は周期率表のB族及びA族の各
各の元素の弗化物から選ばれた少なくとも1つの
弗化物からなる。 そして選ばれた弗化物はぬれ性を増すために重
量比で20%以下含有させるのが好ましく、また犠
牲陽極皮膜を形成させるために、重量比で45%以
下含有させるのが望ましく、本発明の目的は達せ
られる。 さらに詳しくは、ぬれ性を増す周期率表のB
族にはCu、AgおよびAuが含まれ、これらの弗化
物としてはCuF2、AgFおよびAuFがある。A
にはCaおよびMgがあり、これらの弗化物として
はCaF2およびMgF2がある。B族にはZnおよび
Cdがあり、これらの弗化物としてはZnF2および
CdF2がある。B族にはAlおよびGaがあり、こ
れらの弗化物としてはAlF3およびGaF3がある。 また、被ろう付物の表面に犠牲陽極皮膜を形成
させるB族にはZnおよびCdがあり、これらの弗
化物としてはZnF2およびCdF2がある。さらにA
族にはCaおよびMgがあり、これらの弗化物とし
てはCaF2およびMgF2がある。 次に、ぬれ性を増す元素および弗化性、犠牲陽
極皮膜を形成して耐食性に寄与する元素および弗
化物のフラツクスに対する作用効果について述べ
る。 ぬれ性を増す弗化物としては、KBF4に対し重
量比で20%以下添加することが好ましく、それ以
上添加してもぬれ性の向上に付与しないことが判
明したからである。 フラツクスの組成例としては、重量比で90%
KBF4−10%CaF2、88%KBF4−12%CuF2および
85%KBF4−15%AlF3等が好例である。 これらの組成範囲はろう材の融点を鑑み、それ
以下の温度で活性反応ができる範囲である。また
その他にZnF2・4H2Oの弗化物を各々のフラツク
スに添加しても良好なぬれ性を示す。 次に、被ろう付物の表面に犠牲陽極皮膜を形成
するフラツクス添加物として、代表面には
ZnF2・4H2Oがある。フラツクスに添加する
ZnF2・4H2Oは、たとえばAlの表面に犠牲陽極皮
膜を形成するために所定のZn濃度と拡散深さが
必要となり、その添加量な重量%で45%以下とす
ることが好ましい。このようにZnF2・4H2Oを含
むフラツクスでろう付すれば、ろう付部表面に
Znからなる犠牲陽極皮膜が形成される。 ZnはAlに対して卑な、電位であるから、Al表
面に形成された皮膜は、Alに対して犠牲陽極と
なり、Alの腐食を防止する役割がある。 そこで、KBF4とZnF2・4H2Oとの比を変えて
フラツクスと作り、ろう付によるぬれ性と犠牲陽
極皮膜の形成状態を調査すると、ZnF2・4H2Oの
添加量は重量%で45%まで含有させることができ
る。そしし下限は約6%程度である。 この成分範囲はフラツクスの活性温度としても
好適である。上記のZnF2・4H2Oの他にAlF3等の
弗化物を添加しても、犠牲陽極皮膜を形成する効
果はかわらない。 このような成分を有するフラツクスは常法によ
つて製造される。例えば所定成分となるように配
合されたKBF4−ZnF2・4H2Oの2成分、もしく
はそれにAlF3を含有させた3成分を水に入れ、
撹拌しながらクリーム状とし、乾燥して粉末とす
る方法等がある。 また必要なフラツクス濃度になるように水を準
備し、その中に配合したフラツクスの原料を入
れ、撹拌してフラツクスとする方法も採用可能で
ある。 クリーム状とした後、乾燥して粉末として作成
したフラツクスには、配合成分が80%のKBF4
20%のZnF2・4H2Oの場合、KBF4、ZnF2の他に
KZnF3等の化合物が含有され、また配合成分が
68%のKBF4、17%のZnF2・4H2Oおよび15%の
AlF3の場合、KBF4、ZnF2、AlF3の他にKZnF3
KAlF4等の化合物が含有される。これらの化合
物にはKFは検出されず、そのためフラツクスと
して保存するときでも吸湿性が著しく低く、長期
に渡つて安定である。 本発明のフラツクスを用いたろう付方法として
は、例えば、AlまたはAl合金の板、管、その他
の構造物の被接合面にJIS Z3263に明示されてい
るAl−Si系の硬ろうと共に配合して、硬ろうお
よびフラツクス両者の融点以上、かつAlまたは
Al合金の被接合材の融点以下の温度に加熱して
ろう付する方法が採用される。そして、信頼性の
高いろう付継手を得るために、15〜20%重量%の
水溶液として薄めて不活性雰囲気中でろう付面に
塗布し、乾燥させる。 このようにしてフラツクスを塗布し、ろう付し
た後の被ろう付物の表面には、X線回折の調査に
よりKZnF3、KAlF4、ZnO等の化合物が認めら
れた。 〔発明の実施例〕 重量%でKBF4を80%、ZnF2・4H2Oを20%含
有するフラツクス(本発明No.1)と、KBF4を70
%、ZnF2・4H2Oを17%およびAlF3を13%含有し
たフラツクス(本発明No.2)を作成した。 また夫々の原料の粉末粒径が約15μmを用い、
水を原料1に対して約0.6用意し、その中に秤量
したKBF4を添加し撹拌する。続いて秤量した
ZnF2・4H2Oを添加し撹拌しながらペースト状と
する。次に約100℃の恒温槽の中で水分を蒸発さ
せる。固化したフラツクスはライカイ機で粉砕し
てフラツクスの粉末を作成した。 上記のようにして作つたフラツクスを約15%の
フラツクス濃度(残水分)にし、Al板(A1050:
50□×1t)とφ2.4をφ13に加工した4343ろう材を
フラツクス水溶液中に浸漬して付着させ、ぬれ広
がりを試験した。また腐食試験はA1050板上にブ
レージングシート(心材:3003、皮材:4343)を
直角に配置してフラツクス水溶液中に浸漬して付
着させた。 上記ぬれ広がりおよび腐食試験片共いずれも
N2流入電気炉で、615℃、10秒間加熱した。 また比較のために本発明で用いたものと同じ形
状のぬれ広がりおよび腐食試験片を用い、フラツ
クスは重量%で、KF50%、AlF350%の成分(比
較例1)、またKF55%、AlF345%の成分(比較
例2)、およびKF34%、AlF346%、ZnF2
4H2O14%、およびLiF6%の成分(比較例3)の
フラツクスについて行つた。フラツクスの作成
は、比較例1および2については溶融、冷却、固
化後粉砕した。比較例3のものは本発明と同様に
クリーム状とした後乾燥して粉砕したもので、い
ずれも15%のフラツクス濃度にして使用した。 その結果を第1表に揚げる。
〔発明の効果〕
以上のように、本発明のろう付用フラツクスに
よれば、AlまたはAl合金に対するろう付のぬれ
広がり性に優れているとともに、ろう付部を含む
AlまたはAl合金の全表面の腐食を抑制すること
ができ、且つろう付後の洗浄作業を省略できると
いう顕著な効果を有する。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 KBF4を主成分とし、該KBF4B族、A
    族、B族、B族金属の弗化物を少なくとも1種
    含有し、前記B族及びB族金属の弗化物を20重
    量%以下、A族及びB族金属の弗化物を45重量
    %以下含有することを特徴とするろう付用フラツ
    クス。
JP15371784A 1984-07-24 1984-07-24 ろう付用フラツクス Granted JPS6133791A (ja)

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JP4559570B2 (ja) * 1999-12-09 2010-10-06 ステラケミファ株式会社 高純度ホウフッ化亜鉛6水塩の製造方法
JP4513675B2 (ja) * 2004-10-21 2010-07-28 株式会社デンソー アルミニウム材のろう付け方法およびそれに使用されるフラックス
CN109202331A (zh) * 2018-11-01 2019-01-15 江苏科技大学 一种具有优良流动性的药芯银钎料

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