JPH05329663A - 抵抗拡散接合方法 - Google Patents
抵抗拡散接合方法Info
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- JPH05329663A JPH05329663A JP34668491A JP34668491A JPH05329663A JP H05329663 A JPH05329663 A JP H05329663A JP 34668491 A JP34668491 A JP 34668491A JP 34668491 A JP34668491 A JP 34668491A JP H05329663 A JPH05329663 A JP H05329663A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、低い温度、すなわち低いエネルギ
ーで接合部材を接合するとともに、これら接合部材が接
合されて形成される接合材の所定の剪断力を保持するこ
とを目的とする。 【構成】 本発明による抵抗拡散接合方法は、第一の接
合部材１および第二の接合部材４間の接合面に融点の異
なる少なくとも２種類のインサート材、すなわちろう材
３ａ，３ｂを介在させてそれら接合部材１，４を接合す
る構成とされる。
ーで接合部材を接合するとともに、これら接合部材が接
合されて形成される接合材の所定の剪断力を保持するこ
とを目的とする。 【構成】 本発明による抵抗拡散接合方法は、第一の接
合部材１および第二の接合部材４間の接合面に融点の異
なる少なくとも２種類のインサート材、すなわちろう材
３ａ，３ｂを介在させてそれら接合部材１，４を接合す
る構成とされる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、接合部材間にインサー
ト材を介在させてそれら接合部材を接合する抵抗拡散接
合方法に関する。
ト材を介在させてそれら接合部材を接合する抵抗拡散接
合方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、同種材料または異種材料の面接合
には抵抗拡散接合方法が広く用いられている。この抵抗
拡散接合方法は、接合部材間にインサート材を介在させ
てそれら接合部材を溶融させることなく加熱・加圧し
て、接合面に原子的な金属結合を生起させる方法であっ
て、前記インサート材を介して前記接合部材が接合され
ることにより、接合材が形成される。なお、前記インサ
ート材としてはろう材等が用いられる。
には抵抗拡散接合方法が広く用いられている。この抵抗
拡散接合方法は、接合部材間にインサート材を介在させ
てそれら接合部材を溶融させることなく加熱・加圧し
て、接合面に原子的な金属結合を生起させる方法であっ
て、前記インサート材を介して前記接合部材が接合され
ることにより、接合材が形成される。なお、前記インサ
ート材としてはろう材等が用いられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述さ
れたろう材として高融点ろう材（例えば融点が９３０
℃）を用いると、この高融点ろう材を溶融させるために
非常に高いエネルギー、すなわち約８５０００Ａ（アン
ペア）の電流が必要であるという問題点がある。また、
前記ろう材として低融点ろう材（例えば融点が６５０
℃）を用いると、この低融点ろう材には一般にリン
（Ｐ），ニッケル（Ｎｉ）等が多く含有されているた
め、接合部材より形成された接合材に熱処理等を行うと
その接合材中に脆弱な化合物が生成され、この接合材の
剪断力が低下するという問題点がある。
れたろう材として高融点ろう材（例えば融点が９３０
℃）を用いると、この高融点ろう材を溶融させるために
非常に高いエネルギー、すなわち約８５０００Ａ（アン
ペア）の電流が必要であるという問題点がある。また、
前記ろう材として低融点ろう材（例えば融点が６５０
℃）を用いると、この低融点ろう材には一般にリン
（Ｐ），ニッケル（Ｎｉ）等が多く含有されているた
め、接合部材より形成された接合材に熱処理等を行うと
その接合材中に脆弱な化合物が生成され、この接合材の
剪断力が低下するという問題点がある。
【０００４】本発明は、以上のような問題点に鑑みてな
されたものであって、低い温度、すなわち低いエネルギ
ーで接合部材を接合するとともに、これら接合部材より
形成される接合材の所定の剪断力を保持することができ
る抵抗拡散接合方法を提供することを目的とする。
されたものであって、低い温度、すなわち低いエネルギ
ーで接合部材を接合するとともに、これら接合部材より
形成される接合材の所定の剪断力を保持することができ
る抵抗拡散接合方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明による抵抗拡散接
合方法は、接合部材間の接合面に融点の異なる少なくと
も２種類のインサート材を介在させて前記接合部材を接
合することを特徴とする。
合方法は、接合部材間の接合面に融点の異なる少なくと
も２種類のインサート材を介在させて前記接合部材を接
合することを特徴とする。
【０００６】
【作用】本発明による抵抗拡散接合方法は、融点の異な
る少なくとも２種類のインサート材により接合部材を接
合しているため、これらインサート材が溶融される温度
は融点降下作用によりそれらインサート材のうち最も高
融点のインサート材の融点よりも低くなる。したがっ
て、前記接合部材が前記最も高融点のインサート材のみ
を用いて接合する際よりも低いエネルギーで接合され
る。また、これらインサート材に前記接合部材よりなる
接合材の熱処理時に脆弱化合物を生成するような低融点
のインサート材が含まれている際、この脆弱化合物が生
成される量は前記低融点のインサート材のみを用いて接
合する際よりも相対的に少なくなる。したがって、前記
接合材の剪断力の低下が抑止される。
る少なくとも２種類のインサート材により接合部材を接
合しているため、これらインサート材が溶融される温度
は融点降下作用によりそれらインサート材のうち最も高
融点のインサート材の融点よりも低くなる。したがっ
て、前記接合部材が前記最も高融点のインサート材のみ
を用いて接合する際よりも低いエネルギーで接合され
る。また、これらインサート材に前記接合部材よりなる
接合材の熱処理時に脆弱化合物を生成するような低融点
のインサート材が含まれている際、この脆弱化合物が生
成される量は前記低融点のインサート材のみを用いて接
合する際よりも相対的に少なくなる。したがって、前記
接合材の剪断力の低下が抑止される。
【０００７】
【実施例】以下、実施例を図面に基づいて説明する。本
発明の第一実施例の抵抗拡散接合方法を用いて第一の接
合部材と第二の接合部材とを接合する際のそれら第一の
接合部材，第二の接合部材およびインサート材の層構成
が図１に示されている。この抵抗拡散接合方法によれ
ば、まず、第一の接合部材１の接合面に銅−亜鉛メッキ
層２，ろう材３ａ（融点６５０℃）およびろう材３ｂ
（融点９４０℃）が積層され、これら銅−亜鉛メッキ層
２およびろう材３ａ，３ｂを介して銅−亜鉛合金の第二
の接合部材４が載置される。次いで、これら接合部材
１，４を６ｔの荷重で加圧しつつ大気中で短時間通電
（６５０００Ａ，１．５ｓｅｃ）した後、前記加圧を６
ｓｅｃ継続する。このようにして、接合部材１，４の接
合部に抵抗発熱を生起させてろう材３ａ，３ｂを溶融さ
せ、これら接合部材１，４を８００乃至８５０℃で接合
する。
発明の第一実施例の抵抗拡散接合方法を用いて第一の接
合部材と第二の接合部材とを接合する際のそれら第一の
接合部材，第二の接合部材およびインサート材の層構成
が図１に示されている。この抵抗拡散接合方法によれ
ば、まず、第一の接合部材１の接合面に銅−亜鉛メッキ
層２，ろう材３ａ（融点６５０℃）およびろう材３ｂ
（融点９４０℃）が積層され、これら銅−亜鉛メッキ層
２およびろう材３ａ，３ｂを介して銅−亜鉛合金の第二
の接合部材４が載置される。次いで、これら接合部材
１，４を６ｔの荷重で加圧しつつ大気中で短時間通電
（６５０００Ａ，１．５ｓｅｃ）した後、前記加圧を６
ｓｅｃ継続する。このようにして、接合部材１，４の接
合部に抵抗発熱を生起させてろう材３ａ，３ｂを溶融さ
せ、これら接合部材１，４を８００乃至８５０℃で接合
する。
【０００８】図２は、前記接合部材１，４が接合されて
形成された接合材の内層部の断面の金属組織を示す写真
である。図２において、図中に３本の境界線（以下、こ
れら３本の境界線を上から順に、第一の境界線，第二の
境界線，第三の境界線と記す。）が示されている。図
中、第一の境界線の上方が第二の接合部材４、第一の境
界線と第二の境界線とに挟まれた層がろう材３ｂ、第二
の境界線と第三の境界線とに挟まれた層がろう材３ａと
銅−亜鉛メッキ層２とが溶融して混在する層、第三の境
界線の下方が第一の接合部材１である。図２の写真によ
れば、第一の接合部材１と第二の接合部材４とがろう材
３ｂの融点温度以下の温度で欠陥等を生じることなく接
合されている。
形成された接合材の内層部の断面の金属組織を示す写真
である。図２において、図中に３本の境界線（以下、こ
れら３本の境界線を上から順に、第一の境界線，第二の
境界線，第三の境界線と記す。）が示されている。図
中、第一の境界線の上方が第二の接合部材４、第一の境
界線と第二の境界線とに挟まれた層がろう材３ｂ、第二
の境界線と第三の境界線とに挟まれた層がろう材３ａと
銅−亜鉛メッキ層２とが溶融して混在する層、第三の境
界線の下方が第一の接合部材１である。図２の写真によ
れば、第一の接合部材１と第二の接合部材４とがろう材
３ｂの融点温度以下の温度で欠陥等を生じることなく接
合されている。
【０００９】なお、これら接合部材１，４が接合されて
形成された接合材をＥＰＭＡで検査したところ、脆弱化
合物の生成量はろう材３ａのみを用いて接合を行った場
合よりも極めて少なかった。また、前記接合材の剪断力
は平均で３３．８ｋｇ／ｍｍ 2 であり、この剪断力は第
二の接合部材４である銅−亜鉛合金の剪断力と同等であ
った。
形成された接合材をＥＰＭＡで検査したところ、脆弱化
合物の生成量はろう材３ａのみを用いて接合を行った場
合よりも極めて少なかった。また、前記接合材の剪断力
は平均で３３．８ｋｇ／ｍｍ 2 であり、この剪断力は第
二の接合部材４である銅−亜鉛合金の剪断力と同等であ
った。
【００１０】なお、第一の接合部材１は、例えば外径が
３５ｍｍの円柱形状とされ、材質がＪＩＳに定められる
ＳＣＭ４４０Ｈ（組成比；炭素：０．３７〜０．４４，
珪素：０．１５〜０．３５，マンガン：０．５５〜０．
９０，クロム：０．８５〜１．２５，モリブデン：０．
１５〜０．３５，リン：≦０．０３０，イオウ：≦０．
０３０，鉄：残余）により形成されている。また、この
実施例において用いられたろう材３ａ，３ｂの重量比
は、ろう材３ａ：ろう材３ｂ＝７：３とされ、ろう材３
ａの組成比はニッケル：９．５，錫：４．０，リン：
７．５，銅：残余とされ、ろう材３ｂの組成比は銅：８
０，錫：２０とされている。また、ろう材３ａ，３ｂの
厚さはそれぞれ４０μｍとされている。
３５ｍｍの円柱形状とされ、材質がＪＩＳに定められる
ＳＣＭ４４０Ｈ（組成比；炭素：０．３７〜０．４４，
珪素：０．１５〜０．３５，マンガン：０．５５〜０．
９０，クロム：０．８５〜１．２５，モリブデン：０．
１５〜０．３５，リン：≦０．０３０，イオウ：≦０．
０３０，鉄：残余）により形成されている。また、この
実施例において用いられたろう材３ａ，３ｂの重量比
は、ろう材３ａ：ろう材３ｂ＝７：３とされ、ろう材３
ａの組成比はニッケル：９．５，錫：４．０，リン：
７．５，銅：残余とされ、ろう材３ｂの組成比は銅：８
０，錫：２０とされている。また、ろう材３ａ，３ｂの
厚さはそれぞれ４０μｍとされている。
【００１１】図３に本発明の第二実施例の抵抗拡散接合
方法を用いて第一の接合部材と第二の接合部材を接合す
る際のそれら第一の接合部材，第二の接合部材およびイ
ンサート材の層構成が示されている。この抵抗拡散接合
方法によれば、まず、第一の接合部材５の接合面にニッ
ケルメッキ層６ａ，銅−亜鉛メッキ層６ｂ，ろう材７ａ
（融点９４０℃）およびろう材７ｂ（融点６６０℃）が
順次積層され、これらメッキ層６ａ，６ｂおよびろう材
７ａ，７ｂを介して銅−亜鉛合金の第二の接合部材８が
載置される。次いで、これら接合部材５，８を６ｔの荷
重で加圧しつつ大気中で短時間通電（６５０００Ａ，
１．５ｓｅｃ）した後、前記加圧を６ｓｅｃ継続する。
このようにして、接合部材５，８の接合部に抵抗発熱を
生起させてろう材７ａ，７ｂを溶融させ、これら接合部
材５，８を８５０乃至９００℃で接合する。
方法を用いて第一の接合部材と第二の接合部材を接合す
る際のそれら第一の接合部材，第二の接合部材およびイ
ンサート材の層構成が示されている。この抵抗拡散接合
方法によれば、まず、第一の接合部材５の接合面にニッ
ケルメッキ層６ａ，銅−亜鉛メッキ層６ｂ，ろう材７ａ
（融点９４０℃）およびろう材７ｂ（融点６６０℃）が
順次積層され、これらメッキ層６ａ，６ｂおよびろう材
７ａ，７ｂを介して銅−亜鉛合金の第二の接合部材８が
載置される。次いで、これら接合部材５，８を６ｔの荷
重で加圧しつつ大気中で短時間通電（６５０００Ａ，
１．５ｓｅｃ）した後、前記加圧を６ｓｅｃ継続する。
このようにして、接合部材５，８の接合部に抵抗発熱を
生起させてろう材７ａ，７ｂを溶融させ、これら接合部
材５，８を８５０乃至９００℃で接合する。
【００１２】図４は、前記接合部材５，８が接合されて
形成された接合材の内層部の断面の金属組織を示す写真
である。図４において、図中に５本の境界線（以下、こ
れら５本の境界線を上から、第一の境界線，第二の境界
線，第三の境界線，第四の境界線，第五の境界線と記
す。）が示されており、これら第一の境界線、第二の境
界線、第三の境界線および第四の境界線それぞれは断続
的な黒点によって示されている。なお、これら黒点はポ
アー（小穴）である。図中、第一の境界線の上方が第二
の接合部材８、第一の境界線と第二の境界線とに挟まれ
た層がろう材６ｂ、第二の境界線と第三の境界線とに挟
まれた層がろう材６ａ、第三の境界線と第四の境界線と
に挟まれた層が銅−亜鉛メッキ層６ｂ、第四の境界線と
第五の境界線とに挟まれた層がニッケルメッキ層６ａ、
第五の境界線の下方が第一の接合部材５である。図４の
写真によれば、第一の接合部材５と第二の接合部材８と
がろう材７ａの融点温度以下の温度で接合されている。
形成された接合材の内層部の断面の金属組織を示す写真
である。図４において、図中に５本の境界線（以下、こ
れら５本の境界線を上から、第一の境界線，第二の境界
線，第三の境界線，第四の境界線，第五の境界線と記
す。）が示されており、これら第一の境界線、第二の境
界線、第三の境界線および第四の境界線それぞれは断続
的な黒点によって示されている。なお、これら黒点はポ
アー（小穴）である。図中、第一の境界線の上方が第二
の接合部材８、第一の境界線と第二の境界線とに挟まれ
た層がろう材６ｂ、第二の境界線と第三の境界線とに挟
まれた層がろう材６ａ、第三の境界線と第四の境界線と
に挟まれた層が銅−亜鉛メッキ層６ｂ、第四の境界線と
第五の境界線とに挟まれた層がニッケルメッキ層６ａ、
第五の境界線の下方が第一の接合部材５である。図４の
写真によれば、第一の接合部材５と第二の接合部材８と
がろう材７ａの融点温度以下の温度で接合されている。
【００１３】これら接合部材５，８が接合されて形成さ
れた接合材を５７０℃で５時間熱処理したところ、この
熱処理がなされた接合材の剪断力は平均３０．７ｋｇ／
ｍｍ 2 であった。なお、この剪断力が前記第一実施例の
抵抗拡散接合方法により得られた接合材の剪断力よりも
低いのは、前記ポアーの存在によるものと考えられる。
また、前記熱処理後においてその接合材をＥＰＭＡで検
査したところ、この接合材に脆弱化合物の生成は認めら
れなかった。
れた接合材を５７０℃で５時間熱処理したところ、この
熱処理がなされた接合材の剪断力は平均３０．７ｋｇ／
ｍｍ 2 であった。なお、この剪断力が前記第一実施例の
抵抗拡散接合方法により得られた接合材の剪断力よりも
低いのは、前記ポアーの存在によるものと考えられる。
また、前記熱処理後においてその接合材をＥＰＭＡで検
査したところ、この接合材に脆弱化合物の生成は認めら
れなかった。
【００１４】なお、第一の接合部材５は、例えば外径が
３２ｍｍの円柱形状とされ、材質が前述されたＳＣＭ４
４０Ｈにより形成されている。また、この実施例におい
て用いられたろう材７ａ，７ｂの重量比は、ろう材７
ａ：ろう材７ｂ＝３：７とされ、ろう材７ａの組成比は
銅：８０，錫：２０とされ、ろう材７ｂの組成はニッケ
ル：５．５，錫：９．０，リン：６．５，銅：残余とさ
れている。また、ろう材７ａ，７ｂの厚さはそれぞれ４
０μｍとされている。
３２ｍｍの円柱形状とされ、材質が前述されたＳＣＭ４
４０Ｈにより形成されている。また、この実施例におい
て用いられたろう材７ａ，７ｂの重量比は、ろう材７
ａ：ろう材７ｂ＝３：７とされ、ろう材７ａの組成比は
銅：８０，錫：２０とされ、ろう材７ｂの組成はニッケ
ル：５．５，錫：９．０，リン：６．５，銅：残余とさ
れている。また、ろう材７ａ，７ｂの厚さはそれぞれ４
０μｍとされている。
【００１５】なお、これら実施例において用いられたろ
う材の厚さ，組成，使用重量比等および接合部材の接合
条件は前述されたものに限定されるものではなく、適宜
変更することができる。
う材の厚さ，組成，使用重量比等および接合部材の接合
条件は前述されたものに限定されるものではなく、適宜
変更することができる。
【００１６】
【発明の効果】以上のように構成された本発明によれ
ば、低い温度、すなわち低いエネルギーで接合部材を接
合するとともに、これら接合部材が接合されて形成され
る接合材の所定の剪断力を保持することができる。した
がって、所定の剪断力を有する接合材を低コストで製造
することができる。
ば、低い温度、すなわち低いエネルギーで接合部材を接
合するとともに、これら接合部材が接合されて形成され
る接合材の所定の剪断力を保持することができる。した
がって、所定の剪断力を有する接合材を低コストで製造
することができる。
【図１】本発明の第一実施例の抵抗拡散接合方法により
接合部材を接合する際の層構成図である。
接合部材を接合する際の層構成図である。
【図２】本発明の第一実施例の抵抗拡散接合方法により
接合された接合材の内層部の断面の金属組織を示す写真
である。
接合された接合材の内層部の断面の金属組織を示す写真
である。
【図３】本発明の第二実施例の抵抗拡散接合方法により
接合部材を接合する際の層構成図である。
接合部材を接合する際の層構成図である。
【図４】本発明の第二実施例の抵抗拡散接合方法により
接合された接合材の内層部の断面の金属組織を示す写真
である。
接合された接合材の内層部の断面の金属組織を示す写真
である。
１，５ 第一の接合部材 ２，６ｂ 銅−亜鉛メッキ層 ３ａ，３ｂ，７ａ，７ｂ ろう材 ４，８ 第二の接合部材 ６ａ ニッケルメッキ層
【手続補正書】
【提出日】平成４年１２月１７日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正内容】
【図２】
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正内容】
【図４】
Claims (2)
- 【請求項１】 接合部材間の接合面に融点の異なる少な
くとも２種類のインサート材を介在させて前記接合部材
を接合することを特徴とする抵抗拡散接合方法。 - 【請求項２】 前記インサート材はろう材および／また
はメッキ層である請求項１に記載の抵抗拡散接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34668491A JPH05329663A (ja) | 1991-12-27 | 1991-12-27 | 抵抗拡散接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34668491A JPH05329663A (ja) | 1991-12-27 | 1991-12-27 | 抵抗拡散接合方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05329663A true JPH05329663A (ja) | 1993-12-14 |
Family
ID=18385119
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34668491A Pending JPH05329663A (ja) | 1991-12-27 | 1991-12-27 | 抵抗拡散接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05329663A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008544862A (ja) * | 2005-07-07 | 2008-12-11 | アトーテヒ ドイッチュラント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 加工部品及び微細構造化された構成部品を結合するための方法 |
| CN114101829A (zh) * | 2021-12-15 | 2022-03-01 | 先导薄膜材料（广东）有限公司 | 一种靶材钎焊方法 |
-
1991
- 1991-12-27 JP JP34668491A patent/JPH05329663A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008544862A (ja) * | 2005-07-07 | 2008-12-11 | アトーテヒ ドイッチュラント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 加工部品及び微細構造化された構成部品を結合するための方法 |
| CN114101829A (zh) * | 2021-12-15 | 2022-03-01 | 先导薄膜材料（广东）有限公司 | 一种靶材钎焊方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010130 |