JPH0469516B2 - - Google Patents

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JPH0469516B2
JPH0469516B2 JP62312927A JP31292787A JPH0469516B2 JP H0469516 B2 JPH0469516 B2 JP H0469516B2 JP 62312927 A JP62312927 A JP 62312927A JP 31292787 A JP31292787 A JP 31292787A JP H0469516 B2 JPH0469516 B2 JP H0469516B2
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JP
Japan
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plate
clad plate
alloy
less
clad
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JP62312927A
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JPH01154887A (ja
Inventor
Hideo Hayashi
Kageaki Kitada
Kenji Hirano
Makoto Kawakami
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Proterial Ltd
Original Assignee
Sumitomo Special Metals Co 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
    • B23K20/00Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/04Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating by means of a rolling mill

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 利用産業分野 この発明は、Al層またはAgろう層を有する封
着用クラツド板の製造方法に係り、温間圧接性に
すぐれ、かつ錫めつき、半田めつきのウイスカー
を防止できるB含有Fe−Ni系封着用クラツド板
の製造方法に関する。 背景技術 電子部品用クラツド板としては Fe−Ni系封着材料(38〜55%Ni−Fe合金)−
Al板 Fe−Ni系封着材料(38〜55%Ni−Fe合金)−
Agろう板 Fe−Ni系封着材料(38〜55%Ni−Fe合金)−
Ag板 等からなる2層ストライプ状クラツド板または全
面クラツド板が利用されている。 例えば、Alストライプ条クラツド板の製造は、
42%Ni−Fe合金基板を不活性ガス雰囲気中で焼
鈍し、基板表面の清浄化処理を施した後、さらに
冷間圧接すべき表面部分にバフ研摩を施して清浄
化し、1条あるいは所要パターンの複数のAl条
を前記基板に重ねて、冷間圧接した後、あるいは
更に少なくとも1回の冷間圧延を行なつた後、
600℃以下で拡散焼きなまし処理を行なつている。 ところで、前記基板とAl条との密着性の改善
向上及びクラツド板の膨れ発生防止のため、最近
では冷間圧接法によるクラツド板の製造法から、
温間圧接法によるクラツド板の製造法が提案され
ている。 しかし、前記温間圧接法により得られた封着用
クラツド板は、その被クラツド板のAlの密着性
の改善向上が十分でなく、クラツド板の膨れ発生
を完全に防止することができず、その品質改善、
製品歩留の向上が望まれている。 発明の目的 この発明は、上記の封着用クラツド板の製造方
法の問題点を解消することを目的とし、基板と
Al条またはAgろう条との密着性を改善してクラ
ツド板の膨れを防止した封着用クラツド板の製造
方法の提供を目的としている。 発明の概要 この発明は、封着用クラツド板の製造に際し、
温間圧接法にてすぐれた密着性を有し、かつ膨れ
発生防止できる基板を目的に、42%Ni−Fe合金
板について種々研究した結果、従来の42%Ni−
Fe合金板は表面より相当深さまでO2の相対濃度
層を有し、この表面O2富化層が、温間圧接法に
よりAl板を42%Ni−Fe合金基板に被着する際、
その密着性を阻害していること、またさらに、42
%Ni−Fe合金板に特定量のBを含有させること
により、前記O2表面富化物層が薄くなり、温間
圧接性、すなわちAl板の密着性が著しく改善さ
れ、クラツド板の膨れ発生が皆無になることを知
見し、この発明を完成したものである。 すなわち、この発明は、 Ni38〜55wt%、Si0.05〜0.50wt%、 C0.03wt%以下、 Mn0.05〜1.0wt%、S0.003〜0.03wt%、 かつMn/S=35〜200、 B0.002〜0.015wt%、 O100ppm以下、N50ppm以下を含有し、 残部はFe及び不可避的不純物からなるFe−Ni
合金板を基板とし、 前記Fe−Ni合金板の少なくとも1主面の全面
あるいは所要箇所に、少なくとも1条のAl条ま
たはAgろう板を、非酸化性雰囲気中で100℃〜
300℃にて温間圧接することを特徴とする温間圧
接性のすぐれた封着用クラツド板の製造方法あ
る。 発明の構成と効果 この発明を詳述すると、この発明のクラツド板
を製造するには、例えば、B0.002〜0.015wt%含
有の特定組成のNi38〜55wt%−Fe合金板を用
い、まず、走行中の該合金板表面の被着予定表面
をハブ研摩するか、あるいはレーザービームを連
続的または断続的に照射して、表面に付着してい
る異物、油脂、水分等を除去して、清浄な表面に
する。 その後、非酸化性雰囲気中で、被クラツド板が
Al条の場合は、圧接温度が100℃〜300℃、圧下
率25〜50%で、また、被クラツド板がAgろう板
の場合は、圧接温度100℃〜300℃で圧下率35〜70
%の圧接条件にて、前記Ni−Fe合金板の少なく
とも1主面の全面あるいは所定箇所に、少なくと
も1条のAl条又はAgろう板を温間圧接すること
により、この発明による封着用クラツド板を得る
ことができる。 この発明において、温間圧接の圧接温度を100
℃〜300℃に限定した理由は、100℃未満では原子
の相互拡散が不十分なため接合が不完全であり、
300℃を超えると接合界面に脆い金属間化合物等
が形成され、接合強度が低下するため好ましくな
いためである。 この発明による封着用クラツド板は、従来のク
ラツド板に比し、温間圧接によるすぐれた密着性
を有し、クラツド板表面に発生する膨れを完全に
防止できる利点を有する。 また、さらに、この発明によるクラツド板は、
打抜加工して製品化した後、外装部に銅下地、ま
たは直接、半田めつき、錫めつきする場合、従
来、電析中に発生していた錫めつき、半田めつき
のウイスカーの発生を防止することができ、製品
歩留向上に極めて有効である。 発明の組成限定理由 この発明において、B0.002〜0.015wt%含有の
Ni38〜55wt%Fe合金は、 Ni38〜55wt%、 Si0.05〜0.50wt%、C0.03wt%以下、 Mn0.05〜1.0wt%、S0.003〜0.030wt%、 かつMn/S=35〜200、 B0.002〜0.015wt%、 O100ppm以下、N50ppm以下を含有し、 あるいはさらに、Mn0.05〜1.0wt%、及びAl、
Zr、Ca、Mg、RE(希土類元素)のうち少なくと
も1種を0.0005〜0.05wt%を含有し、残部はFe及
び不可避的不純物からなり、5μm以下の微細な
非金属介在物が均一に分散した組織である。 この発明における合金基板において、Niは、
本系合金の基本成分であり、38%未満では熱膨張
係数の変移点が低くなりすぎ、55%を超えると熱
膨張係数が大きくなりすぎ、いずれもガラス、セ
ラミツクスの熱膨張係数との偏差が大きくなるの
で好ましくなく、38〜55wt%に限定する。 Siは、鋳塊中の気泡発生を防止する脱酸元素で
あり、またガラス封着時に重要な表面酸化被膜の
密着性を改善する効果がある。しかし、 0.05wt%未満の含有ではその効果がなく、また
0.50wt%を超えると、材質的に硬化して冷間加工
性が劣化するため好ましくなく、 0.05wt%〜0.50wt%に限定する。 Cは、ガラスあるいはセラミツクスとの密着時
の加熱過程において、表面からガスとして発生し
て封着界面に内包され、封着強度を低下させるの
で、0.03wt%以下に限定する。 Mnは、熱間加工性を改善する効果があるが、
0.05wt%未満ではその効果がなく、1.00wt%を超
えると熱膨張係数が大きくなりすぎ、ガラス、セ
ラミツクスとの封着性を阻害するため、 0.05wt%〜1.00wt%に限定する。 Sは、合金内のMnと結合して微細な硫化物を
生成し、これが組織内に均一に分散してプレス加
工性を改善する効果がある。しかし、0.003wt%
未満では改善効果が少なく、また0.03wt%を超え
ると、巨大なMn硫化物を生成し易くなり、薄板
等に加工する際に表面剥離、割れ等の欠陥が発生
し易くなるため、0.003wt%〜0.03wt%に限定す
る。 MnとSの含有比、Mn/Sは、組織内にMnと
結合しないSを残存させて、熱間加工性を低下し
かつ割れ疵等の欠陥が発生し易くなるのを防止す
るため、所要値に限定する必要があり、 Mn/S=35〜200とする必要がある。 Mn/Sが35未満では、熱間加工性向上効果が
なく、Mn/Sが200を超えると、表面性状、内
質ともに悪くなるので好ましくない。 Bは、Ni38〜55wt%−Fe合金板の温間圧接性
を改善向上させると共に、錫めつきウイスカー、
半田めつきウイスカー発生防止の効果がある。 しかし、Bが0.002wt%未満では基板表面層の
O2富化層の低減効果が少なく、温間圧接性の改
善向上及び錫めつきウイスカー、半田めつきウイ
スカー発生防止の効果が少なく、またBが 0.015wt%を超えると、温間圧接性改善の効果は
飽和すると共に介在物が増加して、鋼質が劣化す
るので好ましくない。 よつて、Bは0.002wt%〜0.015wt%に限定す
る。 O、Nはプレス打抜性の観点から、Si、Mn、
Al、Zr、Ca、Mg、RE(希土類元素)の酸化物、
窒化物として組織内に微小介在物として均一に分
散分布していることが望ましく、かつ、熱間加工
性及び冷間加工性改善の観点より、Oは100ppm
以下、Nは50ppm以下にする必要がある。 Al、Zr、Ca、Mg、RE(希土類元素)は、Ni、
FeよりもS、C、N、Oとの親和力が強いため、
酸化物、炭化物、窒化物、硫化物を生成し、プレ
ス加工性を改善する効果があるため、上記元素の
うち少なくとも1種を添加する。 しかし、0.0005wt%未満の添加では上記効果が
なく、0.05wt%を超えると熱間加工性、冷間加工
性を劣化して好ましくないので、 0.0005wt%〜0.05wt%の含有とする。 また、上記のRE(希土類元素)は少なくとも1
種の希土類元素であればよく、コストの面から
La、Ce及びミツシユメタルが好ましい。 Feは、本系合金の基本組成をなすもので、上
記の各種元素を含有した残余の範囲とする。 Si、Mn、Al、Zr、Ca、Mg、RE(希土類元素)
の酸化物、炭化物、窒化物、硫化物等の非金属介
在物の組織内での大きさを限定した理由は、非金
属介在物の大きさが5μmを超えると、薄板の曲
げ加工、絞り加工時に亀裂、割れ発生の起点とな
るため、上記非金属介在物の大きさが5μm以下
で、かつ組織内に均一分散、含有されていること
が重要である。 また、この発明において、合金組成内の非金属
介在物の大きさが5μm以下に、かつ均一に分散
分布させるためには溶製条件、造塊条件及び脱酸
剤の添加時期、添加量を適宜選定する必要があ
る。 実施例 実施例 1 金属基板として、厚み0.15mm×幅25mmの第1表
に示すこの発明によるB含有の42%Ni−Fe合金
基板と、比較のためB含有しない42%Ni−Fe合
金基板を用い、また、被クラツド条として、厚み 0.010mm×幅4.5mmの純Al条を使用した。 前記42%Ni−Fe合金基板を、不活性混合ガス
(H2/Ar=3/7)雰囲気の箱型電気炉で、900
℃×5分間焼鈍後、バフ研摩した。 さらに、前記42%42%Ni−Fe合金基板及び純
Al条を、圧接温度250℃にて圧下率33%の条件に
て圧接した。 このクラツド板に、圧下率44%の冷間圧延を施
して、厚み0.250mm×幅25mmのクラツド板を得た。 その後、前記クラツド板を、不活性混合ガス
(H2/Ar=3/7)雰囲気の箱型電気炉で、500
℃×20分焼鈍した後、前記クラツド板を厚み0.25
mm×幅25mm×長さ100mmの錫めつき試験片に切断
加工した。 錫めつき試験片のAl被着面と反対側に、下記
条件にて、この発明のB含有の42%Ni−Fe−Al
クラツド板、比較例のB含有しない42%Ni−Fe
−Alクラツド板に錫めつきを施した。 また、上記B含有の42%Ni−Fe−Alクラツド
板、B含有しない42%Ni−Fe−Alクラツド板
を、厚み0.25mm×幅25mm×長さ100mmの半田めつ
き試験片に切断加工した。 半田試験片のAl被着面と反対側に、下記条件
にて、この発明のB含有の42%Ni−Fe−Alクラ
ツド板、B含有しない42%Ni−Fe−Alクラツド
板に半田めつきを施し、錫めつき面、半田めつき
面のウイスカーの発生状況を調査した。 錫めつきは、試験片をめつき前処理後、2A/
dm2×25℃で、錫めつき厚さ8μmで行つた。 半田めつきは、試験片をめつき前処理後、
2A/dm2×25℃で、半田めつき厚さ8μmで行つ
た。 第1表に得られたクラツド板の外観、密着強度
及び錫めつきウイスカー、半田めつきウイスカー
の発生状況を示す。 第1表における外観は、Al被着面と反対側の
錫めつき面、半田めつき面を目視にて評価した。 表中、◎:優、○:良、△:可、×:不良 第1表における密着強度は、Bを含有した42%
Ni−Fe−Alクラツド板、Bを含有しない42%Ni
−Fe−Alクラツド板を、厚み0.25mm×幅25mm×
長さ100mmに切断加工したものを試験片にして、
上記クラツド板の被着ストライブ面側に、スコツ
チテープNo.56(商品名)、幅25mm×長さ210mmを貼
付し、テープをはがした際に剥離した被着ストラ
イプの面積で評価した。 表中、A:剥離ないし、B:剥離10%以下、 C:剥離10〜50%、D:50〜100% 第1表の錫めつき、半田めつきのウイスカー発
生状況の評価は、光学顕微鏡(100倍)で錫めつ
き面、半田めつき面を観察して、10mm×10mm中の
ウイスカーの数を計測して評価した。 表中、◎:0〜2本/cm2、○:2〜5本/cm2、 △:5〜10本/cm2、×:10本以上/cm2、 実施例 2 金属基板として、厚み0.8mm×幅25mmの第1表
に示すこの発明によるB含有の42%Ni−Fe合金
基板と、比較のため、B含有しない42%Ni−Fe
合金基板を用い、また被クラツド条として、厚み 0.20mm×幅5.0mmの85%Agろう条を使用した。 前記42%Ni−Fe合金基板及び85%Agろうを、
圧接温度200℃、圧下率50%の条件にて圧接後、
クラツド板を不活性混合ガス(H2/Ar=3/
7)の箱型雰囲気炉で、900℃×5分焼鈍後、さ
らにクラツド板に圧下率68%の冷間圧延を施し
て、厚み0.25mm×幅25mmのクラツド板を得た。 前記クラツド板を不活性ガス雰囲気(H2/Ar
=3/7)の箱型雰囲気炉で、600℃×20分焼鈍
した前記クラツド板を、厚み0.25mm×幅25mm×長
さ100mmに切断加工後、85%Agろう被着面と反対
側に、前記条件にて錫めつき、別に切断加工した
厚み0.25mm×幅25mm×長さ100mmクラツド板の85
%Agろう被着面と反対側に、前記条件にて半田
めつきを施し、実施例1同様に錫めつき面、半田
めつき面のウイスカーの発生状況を調査した。 【表】

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 Ni38〜55wt%、Si0.05〜0.50wt%、 C0.03wt%以下、 Mn0.05〜1.0wt%、S0.003〜0.03wt%、 かつMn/S=35〜200、 B0.002〜0.015wt%、 O100ppm以下、N50ppm以下を含有し、 残部はFe及び不可避的不純物からなるFe−Ni
    合金板を基板とし、 前記Fe−Ni合金板の少なくとも1主面の全面
    あるいは所要箇所に、少なくとも1条のAl条ま
    たはAgろう板を、非酸化性雰囲気中で100℃〜
    300℃にて温間圧接することを特徴とする温間圧
    接性のすぐれた封着用クラツド板の製造方法。
JP31292787A 1987-12-09 1987-12-09 温間圧接性のすぐれた封着用クラッド板の製造方法 Granted JPH01154887A (ja)

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