JPH108113A - 金属球の製造方法 - Google Patents

金属球の製造方法

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JPH108113A
JPH108113A JP16164996A JP16164996A JPH108113A JP H108113 A JPH108113 A JP H108113A JP 16164996 A JP16164996 A JP 16164996A JP 16164996 A JP16164996 A JP 16164996A JP H108113 A JPH108113 A JP H108113A
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JP
Japan
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metal
powder
sphere
metal piece
piece
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Pending
Application number
JP16164996A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshiyuki Osako
敏行 大迫
Takeshi Obara
剛 小原
Koichi Yokozawa
公一 横沢
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Metal Mining Co Ltd
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 所望の径の真球に近い金属球を、寸法精度よ
くかつ効率よく製造するための簡易な方法を提供する。 【解決手段】 金属材料を秤量して所定重量の金属片と
し、この金属片を黒鉛粉を30体積%以上含む粉体中に
埋め、この粉体とともに前記金属片をその融点以上に加
熱して金属片を溶融し、この溶融金属がその表面張力に
より球状化した後に冷却し、所望の径の金属球とする金
属球の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、所望の径の金属球
を製造するための簡易な方法に関し、より詳しくは、装
飾用材、半導体ろう材、配線用電極材などに用いるため
の真球に近い金属球を、寸法精度よくかつ効率よく製造
するための方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、装飾用材、半導体用ろう材、配線
用電極材などに用いるための所望の寸法、重量を有する
金属球を製造するには、回転電極法、アトマイズ法など
の方法によっていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記いずれの
方法も得られる金属球の球形のバラツキが大きいため、
金属球をふるいで分級する工程を必要とし、また球径の
分布が広いため所望の径の球の収率がよくなかった。ま
た、ある寸法以上になると、重力の作用により真球とな
らず、いびつな金属球しか得られなかった。
【0004】また、凹部を多数有するカーボン又はセラ
ミックの治具の凹部内に金属の粉末を充填し、これを融
合させて金属球を製造する方法も提案されているが(特
公平7−91561号公報)、金属粉の製造や秤量に時
間、コストがかかり、また、特別な治具を必要としなけ
ればならなかった。
【0005】そこで本発明は、所望の径の真球に近い金
属球を、特別な治具を必要とすることなく、寸法精度よ
くかつ効率よく製造するための簡易な金属球の製造方法
を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
の本発明の金属球の製造方法は、卑金属、もしくは、金
を含む貴金属の単体、または、これらの合金によってな
る金属材料を秤量して所定重量の金属片とし、この金属
片を黒鉛粉を30体積%以上含む粉体中に埋め、この粉
体とともに前記金属片をその融点以上に加熱して金属片
を溶融し、この溶融金属がその表面張力により球状化し
た後に冷却し、所望の径の金属球とすることを特徴とす
る。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明において、卑金属、もしく
は、金や銀、白金族元素の貴金属の単体、または、これ
らの合金によってなる金属材料が、溶融するとその界面
に表面張力が生じるのことを利用するものである。従っ
て、溶融する金属であれば特に限定されないが、表面を
清浄に保つため、高温で黒鉛と反応を起こさないものが
望ましい。
【0008】金属材料を秤量して所定重量の金属片とす
るには、重量を秤量しながら行ってもよいが、金属材料
からなる一定径、一定厚さ、一定断面積を有する線材、
棒材、板材、もしくは条材などを一定長さ、もしくは一
定面積切断することにより均一な重量を有する金属片と
すると効率よい。このようにして従来の粉体を秤量する
方法に比べて極めて容易にかつ精度よく、一定重量の金
属片を得ることができるのである。金属材料の切断には
公知のシェア、はさみ、打ち抜き等を用いることができ
る。
【0009】金属片は溶融時に表面張力によって球状化
するので、金属片はアスペクト比が大きくても構わない
が、所望の径に近い径をもつ円筒形の金属片が作製でき
れば、さらに望ましい。
【0010】金属片を黒鉛粉を30体積%以上含む粉体
中に埋めるのは、加熱時に金属片を保持し、加熱時には
溶融金属の自重による変形をできるだけ抑制する支持体
として機能させるためである。また、粉体は加熱時に金
属片周囲に非酸化性雰囲気をつくるので、酸化を防止さ
せるためでもある。
【0011】黒鉛粉を用いるのは、黒鉛は金などの金属
に対して濡れ性が低く金属球の形状保持効果があるから
である。粉体中の黒鉛粉を30体積%以上としたのは、
これより少ないとこの形状保持効果が低下し、得られる
金属球が不正な形状になりやすいからである。より好ま
しくは黒鉛粉が50体積%以上100%以下含まれる粉
体を用いるのがよい。
【0012】取り扱い時の作業性を高めるために、粉体
にはアルミナ、マグネシア等のセラミックス粉など、黒
鉛粉以外の粉体を上記条件内で含有させてもよい。黒鉛
粉以外の粉体は、溶融温度で金属材料や黒鉛と反応した
り、液化、固化、蒸発したりしないものであれば材質は
特に限定されない。粒径も特に限定されないが、使用す
る黒鉛粉と同程度の粒度であれば均一に混合できて好ま
しい。
【0013】金属片を粉体中に埋めるには、粉体を黒鉛
製やセラミック製などの耐熱性を有する任意形状の容器
に敷き、その上に準備した金属片を配置し、さらに上か
ら粉体をかぶせる等の方法により金属片を粉体中に埋め
ればよい。このとき粉体の性状によっては、突き固めた
り、上部から圧力を加えたりして粉体の充填密度を高め
てもよい。
【0014】金属片の粉体中への配置方法は、溶融後に
金属片同士が接触しない程度の間隔であればよい。平面
的でもよいが、3次元的に配置してもよく、トレー状容
器に平面的に配置したものを数層に重ねてもよい。
【0015】このようにして金属片を黒鉛粉を含む粉体
に埋めた状態で金属の融点以上に加熱する。粉体ととも
に金属片をその融点以上に加熱するには、公知の熱処理
炉を用いることができる。大気中などの酸化雰囲気で加
熱しても、黒鉛が燃焼してCO雰囲気を形成し、金属の
酸化は防止されるが、大気中では黒鉛粉が早く消耗する
ので、非酸化性雰囲気で加熱する方が好ましい。
【0016】金属片の融点以上の温度になれば金属片は
溶融し、その表面張力によりひとつの金属片ごとに球状
化する。このとき黒鉛粉は金属の球状化を妨げることが
ないので、良好な形状を有する溶融金属球が形成される
ので、これを冷却すれば所望の径の金属球を得ることが
できる。冷却後は、金属球が粉体中に埋没しているが、
金属球と粉体とは篩分けにより極めて容易に分離するこ
とができる。
【0017】金属球の大きさは加熱前の金属片の重量で
決まるので、従来の凹部を持つ治具内で金属粉末を加熱
する場合のように、金属球の大きさによって複数の治具
を用意する必要もない。
【0018】
【実施例】以下、本発明による金属球の製造方法を代表
的な実施例により説明する。 実施例1 ・・・ 球径0.5mmの金属球を作るた
め、Au-10%Cu合金の0.3mm線材を、各0.
93mmの長さに500個切り出して金属片とした。次
に、黒鉛製容器中に一次粒径50nmの黒鉛粉を10m
m厚に敷き詰め、この黒鉛粉上に、前記沢山の金属片を
互いが接しないように配置し、さらにその上から大凡1
0mm厚に前記と同じ黒鉛粉をかぶせ、前記金属片を埋
めた。この黒鉛製容器を電気炉内に入れ、窒素ガス雰囲
気内で1100℃、15分保持して金属片を溶融し、表
面張力により溶融した金属を球状化させ、同雰囲気内で
冷却、固化し、金属球を得た。
【0019】得られた金属球500個を篩で分級した結
果、球径0.45〜0.55mmのものが99%、0.
55mmを超えるものが1%あった(個数基準。以下同
様)。
【0020】実施例2 ・・・ 球径0.7mmの金属
球をつくるために、実施例1と同じ線材を2.54mm
の長さに500個切り出して金属片とした他は、実施例
1と同様の方法で金属球を作製した。得られた金属球5
00個を篩で分級した結果、球径0.65〜0.75m
mのものが98%、0.75mmを超えるものが1%、
0.65mm未満のものが1%であった。
【0021】実施例3 ・・・ 球径1.5mmの表1
に示す材料の金属球を作るため、各純金属(いずれも純
度99.99重量%)の1mm線材を、各2.2mmの
長さに500個切り出して金属片とした他は、実施例1
と同様の方法で金属球を作製した。得られた各金属球を
篩で分級した結果、表1のようになった。
【0022】
【表1】 球径(単位:mm) 材料 1.0未満 1.0〜2.0 2.0より大 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 金 2% 93% 5% 銀 1% 95% 4% 銅 2% 94% 4%
【0023】実施例4 ・・・ 球径2mmの表2に示
す材料の金属球を作るため、各純金属(純度99.99
重量%)、または、金−10重量%銅合金の厚さ1mm
の板材を、直径0.23mmに打ち抜いて金属片とした
他は、実施例1と同様の方法で金属球を作製した。得ら
れた各金属球を篩で分級した結果、表2のようになっ
た。
【0024】
【表2】 球径(単位:mm) 材料 1.5未満 1.5〜2.5 2.5より大 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 金 2% 92% 6% 銀 4% 90% 6% 銅 3% 91% 6% 金-10wt%銅 2% 90% 8%
【0025】実施例5 ・・・ 黒鉛粉とアルミナ粉を
体積にして40%/60%に配合した粉体中に、実施例
1と同じ0.93mm長さの金属片を埋め、大気中で加
熱し金属球を作製した。得られた金属球各500個を篩
で分級した結果、0.45〜0.55mmのものが92
%、0.55mmを超えるものが8%であった。
【0026】比較例1 ・・・ 黒鉛粉とアルミナ粉を
体積にして20%/80%に配合した以外は実施例5と
同様の方法で金属球を作製した。得られた金属球各50
0個を篩で分級した結果、0.45〜0.55mmのも
のが34%、0.45mm未満のものが23%、0.5
5mmを超えるものが43%と、歩留まりが著しく低下
した。また、実施例5と比較して黒鉛粉量が少ないため
加熱処理中に黒鉛粉が燃焼して大部分が消耗し、得られ
た金属球の表面には酸化物が生じ、形状がいびつになっ
た。
【0027】
【発明の効果】本発明の金属球の製造方法によれば、簡
易な方法により、所望の径の真球に近い金属球を、寸法
精度よくかつ効率よく製造することができる。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属材料を秤量して所定重量の金属片と
    し、該金属片を黒鉛粉を30体積%以上含む粉体中に埋
    め、該粉体とともに該金属片をその融点以上に加熱して
    該金属片を溶融し、該溶融金属がその表面張力により球
    状化した後に冷却し、所望の径の金属球とすることを特
    徴とする金属球の製造方法。
  2. 【請求項2】 金属材料が貴金属またはその合金である
    ことを特徴とする請求項1に記載の金属球の製造方法。
  3. 【請求項3】 金属材料が金または金合金であることを
    特徴とする請求項1に記載の金属球の製造方法。
JP16164996A 1996-06-21 1996-06-21 金属球の製造方法 Pending JPH108113A (ja)

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JP16164996A JPH108113A (ja) 1996-06-21 1996-06-21 金属球の製造方法

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6290746B1 (en) 1998-11-26 2001-09-18 Sumitomo Special Metals Co., Ltd. Method of producing metal ball and semiconductor package
KR101338699B1 (ko) * 2007-02-08 2013-12-06 서울시립대학교 산학협력단 금속구 제조 방법
CN108788169A (zh) * 2018-07-02 2018-11-13 王尚木 一种大批量低成本生产贵金属标准微小球珠的装置及方法

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KR101338699B1 (ko) * 2007-02-08 2013-12-06 서울시립대학교 산학협력단 금속구 제조 방법
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