金属组合物、金属间化合物构件、接合体的制作方法

文档序号:14955316发布日期:2018-07-17 23:26阅读:124来源:国知局

本发明涉及含有金属成分的金属组合物、由该金属组合物生成的金属间化合物构件、和具有该金属间化合物构件的接合体。



背景技术:

以往,例如为了接合第1接合对象物和第2接合对象物,使用金属组合物。作为这样的金属组合物,例如专利文献1公开了导电性材料。

导电性材料含有包含sn粉末和cuni合金粉末的金属成分以及焊剂。导电性材料被设置在一对电极之间。然后,导电性材料中的sn粉末和cuni合金粉末通过加热进行反应,生成作为金属间化合物的cunisn合金。其结果,导电性材料成为由金属间化合物构成的金属间化合物构件。由此,金属间化合物构件将一对电极接合。金属间化合物构件与一对电极一起构成接合体。

这里,加热的温度为sn的熔点以上、cuni合金的熔点以下,例如为250~350℃。cunisn合金具有高的熔点(例如400℃以上)。因此,金属间化合物构件的耐热性优异。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:国际公开第2012/066795号小册子。



技术实现要素:

但是,包含专利文献1的金属间化合物构件的以往的金属间化合物构件通常除了具有面心立方晶格结构的一部分特殊的构件以外难以发生结晶滑动。由此,已知以往的金属间化合物构件难以塑性变形。因此,专利文献1的金属间化合物构件在基于热冲击的机械应力大的情况下,由于前述的塑性变形能力低的性质,因此无法吸收机械应力,有时引起脆性破坏。

本发明的目的在于提供可生成在高温下具有高的塑性变形能力,且难以发生脆性破坏的金属间化合物构件的金属组合物、金属间化合物构件、和接合体。

本发明的金属组合物含有第1金属和第2合金。第2合金为在熔点比第1金属高的第1合金中添加第1过渡金属元素而成的合金,为与第1金属能够生成金属间化合物的合金。

这里,第1金属例如为sn或sn系合金。第1合金例如为cual合金、cucr合金、cuni合金或cumn合金。第1过渡金属元素例如为co、fe、和cr中的任一个。应予说明,在第2合金为cu-xni-yco合金的情况下,x优选为1~30的范围内,y优选为0.5~20的范围内。

在该构成中,第1金属与第2合金反应,生成金属间化合物。由此,该构成的金属组合物生成由多结晶的金属间化合物构成的金属间化合物构件。在该构成中生成的金属间化合物构件的平均结晶粒径比以往的金属间化合物构件的平均结晶粒径小。认为其理由是因为第2合金为在第1合金中添加第1过渡金属元素而成的合金。

因此,该构成的金属间化合物构件与结晶粒径大的以往的金属间化合物构件相比,在高温中具有高的塑性变形能力。因此,该构成的金属间化合物构件即使在基于热冲击的机械应力大的情况下,也可以吸收机械应力,且难以引起脆性破坏。

因此,该构成的金属组合物可以生成在高温中具有高的塑性变形能力,且难以发生脆性破坏的金属间化合物构件。此外,该金属间化合物构件在常温中具有高的强度。

另外,本发明的金属组合物优选进一步含有焊剂。焊剂发挥除去第1金属的表面和第2合金的表面的氧化被膜的还原功能。因此,该构成的金属组合物可以促进第1金属与第2合金的反应。

另外,本发明的金属间化合物构件由金属间化合物构成,其中,上述金属间化合物由第1金属和第2合金构成。第2合金为在比第1金属熔点高的第1合金中添加第1过渡金属元素而成的合金,其为与第1金属反应而生成金属间化合物的合金。应予说明,金属间化合物的平均结晶粒径优选为3μm以下。

本发明的金属间化合物构件由本发明的金属组合物生成。因此,本发明的金属间化合物构件在高温中具有高的塑性变形能力,且难以发生脆性破坏。此外,本发明的金属间化合物构件在常温中具有高的强度。

另外,本发明的接合体具有第1接合对象物、第2接合对象物、和将第1接合对象物和第2接合对象物接合的本发明的金属间化合物构件。

本发明的接合体由于具有本发明的金属间化合物构件,因此在高温中具有高的塑性变形能力,且难以发生脆性破坏。此外,本发明的接合体在常温中具有高的强度。

应予说明,在本发明的接合体中,优选金属间化合物在金属间化合物构件内从第1接合对象物至第2接合对象物连续存在。

本发明的金属组合物可以生成在高温中具有高的塑性变形能力,且难以发生脆性破坏的金属间化合物构件。另外,本发明的金属间化合物构件和接合体在高温中具有高的塑性变形能力,且难以发生脆性破坏。

附图说明

图1为本发明的实施方式涉及的金属组合物10的主视图。

图2为图1示出的s-s线的截面图。

图3为表示使用图1示出的金属组合物10的接合方法的流程图。

图4为表示利用图3示出的接合方法进行的配置工序的情形的截面图。

图5为表示利用图3示出的接合方法进行的加热工序的情形的截面图。

图6为表示利用图3示出的接合方法进行的加热工序的温度曲线的图。

图7为表示通过利用图3示出的接合方法进行的加热工序生成的金属间化合物构件100和接合体150的情形的截面图。

图8为表示通过利用图3示出的接合方法进行的加热工序生成的金属间化合物构件100和接合体150的情形的放大截面图。

图9为表示构成图8示出的金属间化合物构件100的多结晶的金属间化合物的放大截面图。

图10为表示构成图9示出的金属间化合物构件100的比较例涉及的金属间化合物构件800的多结晶的金属间化合物的放大截面图。

图11为表示各金属间化合物的结晶粒径的分布的图。

图12为表示ni和co的重量比与金属间化合物的结晶粒径的关系的图。

图13为表示对图9示出的金属间化合物构件100和图10示出的金属间化合物构件800进行的压缩试验的测定方法的图。

图14为表示示出对图13示出的2个试验片191、193在常温、200℃、300℃下进行压缩试验的结果的应力-形变曲线的图。

图15为表示构成进行图13示出的压缩试验后的试验片195的多结晶的情形的放大截面图。

图16为在图15示出的试验片195中产生裂纹c1~c3的部分的放大截面图。

图17为表示侵蚀速度(erosionspeed)和合金组成的关系的表。

具体实施方式

以下,对本发明的实施方式涉及的金属组合物10、金属间化合物构件100和接合体150进行说明。

图1为本发明的实施方式涉及的金属组合物10的主视图。图2为图1示出的s-s线的截面图。应予说明,图1中的虚线表示金属箔11和金属箔12熔合的熔合部分m。

金属组合物10具有由第1金属构成的金属箔11、由第2合金构成的高熔点合金糊料15、和由第1金属构成的金属箔12。

这里,第2合金为在第1合金中添加第1过渡金属元素而成的合金,其为与第1第1金属和第2第1金属反应而生成金属间化合物的合金。金属间化合物由金属箔11和金属箔12中的至少1个与第2合金构成。

应予说明,金属箔11的材料为sn或sn系合金。金属箔12的材料为sn或sn系合金。sn系合金例如为snagcu合金、snag合金、sncu合金、snbi合金、snsb合金、snau合金、snpb合金、snzn合金等。

应予说明,金属箔11的材料和金属箔12的材料可以是不同的材料,也可以是相同的材料。

另外,第1合金的材料例如为cuni合金、cumn合金、cual合金或cucr合金。另外,除此以外,第1合金的材料也可以为cuti合金、cuco合金、cupt合金、nicr合金、niv合金、nipd合金、nipt合金、niau合金等。

另外,第1过渡金属元素的材料为从原子序数21的钪sc至原子序数29的铜cu的金属元素。第1过渡金属元素的材料优选为co、fe或cr中的任一元素。

另外,第2合金的材料为在第1合金中添加第1过渡金属元素而成的材料,例如为cunico合金、cumnco合金、cunife合金、cumnfe合金、cunicr合金、cumncr合金等。在第2合金为cu-xni-yco合金的情况下,上述x优选为1~30的范围内,上述y优选为0.5~20的范围内。

另外,金属间化合物的材料例如为cunicosn合金或cumncosn合金。具体而言,金属间化合物的材料例如为((cu,ni,co)6sn5)、((cu,ni,fe)6sn5)、((cu,ni,cr)6sn5)等。

因此,第1合金的熔点比金属箔11和金属箔12的熔点高。第2合金的熔点比金属箔11和金属箔12的熔点高。金属间化合物的熔点比金属箔11和金属箔12的熔点高。

如图1所示,金属箔11和金属箔12在夹持高熔点合金糊料15的状态下,在高熔点合金糊料15的整个周围被熔合。由此,如图2所示,金属箔11和金属箔12收纳有高熔点合金糊料15。即,金属箔11和金属箔12密封高熔点合金糊料15。应予说明,密封相当于收纳的一个例子。

由此,高熔点合金糊料15被完全密闭。如图2所示,高熔点合金糊料15为由第2合金构成的多个高熔点合金粒子5(金属成分)在有机成分8中均匀分散而成的糊料。因此,金属箔11和金属箔12可以更加防止多个高熔点合金粒子5氧化。

另外,高熔点合金粒子5的平均粒径(d50)优选为0.1μm~30μm的范围内。这里,平均粒径(d50)是指例如通过激光衍射·散射法求出的粒度分布中的积算值50%处的粒径。

在高熔点合金粒子5的平均粒径为0.1μm以上的情况下,可以适度减少高熔点合金粒子5的表面积。由此,可抑制在高熔点合金粒子5的表面形成氧化物,且高熔点合金粒子5对熔融的sn的湿润性提高,促进金属间化合物的生成反应。

另一方面,在高熔点合金粒子5的平均粒径为30μm以下的情况下,各高熔点合金粒子5间的间隙的尺寸适度减少。由此,可以用于金属间化合物的生成反应直至高熔点合金粒子5的中心部分,金属间化合物的生成量增加。

另外,在金属组合物10的高熔点合金糊料15中,金属成分与有机成分的配合比以重量比计优选为金属成分:有机成分=75:25~99.5:0.5的范围内。

应予说明,通过将金属成分与有机成分的配合比设为上述范围内,可以得到充分的粘性,且可以抑制金属成分从有机成分剥落的可能性。另一方面,如果金属成分的配合量比上述少,则不能使高熔点合金粒子5充分反应,且存在后述的金属间化合物构件100中大量残留未反应的高熔点合金粒子5的可能性。

接着,有机成分8如图2所示,含有焊剂、溶剂、触变剂等。

焊剂含有松香和活性剂。焊剂发挥除去金属箔11、金属箔12和高熔点合金粒子5的各自的表面的氧化被膜的还原功能。因此,焊剂可以促进后面详述的、熔融的金属箔11与第2合金或者金属箔12与第2合金的反应。

松香例如为天然松香、氢化松香、歧化松香、聚合松香、不饱和二元酸改性松香、丙烯酸改性松香等松香衍生物等、或它们的混合材料等。松香例如使用聚合松香r-95。

另外,活性剂促进焊剂的还原反应。活性剂例如为一元羧酸(例如,甲酸、乙酸、月桂酸、棕榈酸、硬脂酸、苯甲酸等)、二羧酸(例如,草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、邻苯二甲酸等)、溴醇类(例如,1-溴-2-丁醇等)、有机胺的氢卤酸盐类、溴烷烃类、溴烯烃类、苄基溴类、多胺类、氯系活性剂等。活性剂例如使用己二酸。

溶剂调整金属组合物10的高熔点合金糊料15的粘度。溶剂例如为醇、酮、酯、醚、芳香族系、烃类等。溶剂例如使用二乙二醇己醚(hedg)。

触变剂在均匀混和金属成分和有机成分后,维持使得金属成分和有机成分不分离。触变剂例如为硬化蓖麻油、巴西棕榈蜡、酰胺类、羟基脂肪酸类、二亚苄基山梨糖醇、双(对甲基亚苄基)山梨糖醇类、蜜蜡、硬脂酸酰胺、羟基硬脂酸亚乙基双酰胺等。

另外,在高熔点合金糊料15中,作为添加物,可以含有ag、au、al、bi、c、co、cu、fe、ga、ge、in、mn、mo、ni、p、pb、pd、pt、si、sb、zn等。另外,在高熔点合金糊料15中,不仅可以含有这些添加物,而且可以含有金属络合物、金属化合物等作为添加剂。

以下,对使用金属组合物10将第1接合对象物101和第2接合对象物102接合的具体的接合方法进行说明。

图3为表示使用图1示出的金属组合物10的接合方法的流程图。图4为表示利用图3示出的接合方法进行的配置工序的情形的截面图。图5为表示利用图3示出的接合方法进行的加热工序的情形的截面图。图6为表示利用图3示出的接合方法进行的加热工序的温度曲线的图。图7为表示通过利用图3示出的接合方法进行的加热工序生成的金属间化合物构件100和接合体150的情形的截面图。图8为表示通过利用图3示出的接合方法进行的加热工序生成的金属间化合物构件100和接合体150的情形的放大截面图。

首先,准备金属组合物10、第1接合对象物101和第2接合对象物102。

应予说明,在该接合方法中,为了简化说明,金属箔11和金属箔12的材料使用sn,高熔点合金粒子5的材料使用cunico合金。cunico合金为在cuni合金中添加第1过渡金属元素co而成的合金。cunico合金为与熔融的sn反应,生成金属间化合物即cunicosn合金的材料。

另外,第1接合对象物101和第2接合对象物102例如为层叠陶瓷电容器等电子部件的表面电极那样的在基体(素体)的表面形成的电极构件、和在安装电子部件的印刷配线基板的表面设置的电极构件。第1接合对象物101和第2接合对象物102的材料例如为cu。

接着,如图4所示,在第1接合对象物101和第2接合对象物102之间配置金属组合物10(s11:配置工序)。在该状态下,高熔点合金糊料15被金属箔11和金属箔12密封。因此,高熔点合金糊料15不与金属箔11和金属箔12的外部的空气接触。

接着,如图5所示,一边利用第1接合对象物101和第2接合对象物102从厚度方向压缩金属组合物10一边加热第1接合对象物101、第2接合对象物102和金属组合物10(s12:加热工序)。该加热工序例如通过回流焊装置按照图6示出的温度曲线加热金属组合物10。

具体而言,加热工序将金属组合物10加热至sn的熔点tm以上cunico合金的熔点以下的范围内的温度。sn的熔点tm为231.9℃。cunico合金的熔点根据ni的含量而变化,例如为1220℃以上。加热工序例如在150℃~230℃进行预加热后,在加热温度250℃~400℃加热2分钟~10分钟。峰温度可达到400℃。

应予说明,有机成分8所含的溶剂在从开始加热至经过时间t1的期间挥发或蒸发。

通过加热而金属组合物10的温度达到sn的熔点tm以上时,金属箔11和金属箔12熔融。然后,熔融的sn与高熔点合金粒子5的cunico合金反应,生成作为金属间化合物的cunicosn合金。然后,如图7、图8所示,生成由金属间化合物(cunicosn合金)构成的金属间化合物构件100。该反应例如为伴随液相扩散接合(“tlp接合:transientliquidphasediffusionbonding”)的反应。

接着,如图6所示,经过时间t2后,回流焊装置停止加热。由此,金属间化合物构件100的温度小于sn的熔点tm,熔融的sn与高熔点合金粒子5的反应结束。经过时间t2后,金属间化合物构件100自然冷却至常温。

根据以上内容,如图7、图8所示,金属组合物10成为由金属间化合物构成的金属间化合物构件100。金属间化合物构件100将第1接合对象物101和第2接合对象物102接合。金属间化合物构件100与第1接合对象物101和第2接合对象物102一同构成接合体150。

如图8所示,金属间化合物构件100具有几乎不存在微细的空隙的致密的结构。

另外,在高熔点合金糊料15中,通过较低温度下的热处理进行sn与高熔点合金粒子5的合金化反应。而且,金属间化合物(cunicosn合金)具有高的熔点(例如400℃以上)。因此,金属间化合物构件100可以在低温下将第1接合对象物101和第2接合对象物102接合,并具有高的耐热性。

特别是,由于金属间化合物(cunicosn合金)具有比第1金属高的熔点,因此在将内部具有金属间化合物构件100的电子部件等进一步通过回流焊等加热而安装于其他装置、部件、基板等时,也不会损害金属间化合物构件100的结构。即,金属间化合物构件100可以维持接合力。

接着,比较由金属间化合物(cunicosn合金)构成的金属间化合物构件100和由金属间化合物(cunisn合金)构成的以往的金属间化合物构件800。以往的金属间化合物构件800在未添加第1过渡金属元素co方面与金属间化合物构件100不同。

图9为表示构成图8示出的金属间化合物构件100的多结晶的金属间化合物的放大截面图。图10为表示构成图9示出的金属间化合物构件100的比较例涉及的金属间化合物构件800的多结晶的金属间化合物的放大截面图。

应予说明,图9表示通过第1金属sn与作为第2合金的cu-10ni-3co合金反应而生成的多结晶的金属间化合物的图像。图10表示第1金属sn与作为第1合金的cu-10ni合金反应而生成的多结晶的金属间化合物的图像。

另外,图9、图10表示利用tslsolutions公司制的oim(orientationimagingmicroscopy)解析的图像。oim为利用专用软件解析利用ebsd(electronbackscatterdiffractionpatterns)测定装置测定的图像的装置。

这里,对于oim,如果相邻的测定点彼此的方位差大于预先设定的角度(在本实施方式中为5°)则解析为属于不同的晶粒,如果为预先设定的角度(在本实施方式中为5°)以下,则解析为属于相同的晶粒。

通过oim的测定和解析,明确了金属间化合物构件100的平均结晶粒径如图9、图10所示小于以往的金属间化合物构件800的平均结晶粒径。认为其理由是因为第2合金为在第1合金中添加第1过渡金属元素co而成的合金。

接着,使用图11、图12说明ni和co的重量比与金属间化合物的结晶粒径的关系。

图11为表示各金属间化合物的结晶粒径的分布的图。图11的横轴为结晶粒径,图11的纵轴为在解析截面中具有该结晶粒径的晶粒的面积的总和占解析截面的总面积的比率(截面积比率)。图11示出的图为通过前述oim进行解析的结果。

应予说明,图11示出的实线表示通过第1金属sn与作为第1合金的cu-3ni合金反应而生成的金属间化合物的结晶粒径的分布。图11示出的虚线表示通过第1金属sn与作为第1合金的cu-5ni合金反应而生成的金属间化合物的结晶粒径的分布。图11示出的单点划线表示通过第1金属sn与作为第2合金的cu-10ni-5co合金反应而生成的金属间化合物的结晶粒径的分布。图11示出的双点划线表示通过第1金属sn与作为第1合金的cu-10ni合金反应而生成的金属间化合物的结晶粒径的分布。

图12为表示ni和co的重量比与金属间化合物的平均结晶粒径的关系的图。图12示出的平均结晶粒径为利用areafraction法基于前述的通过oim解析的数据求出的数值。具体而言,在oim解析的解析截面中,通过对各晶粒将其面积和截面积比率相乘而得的各值进行加和,从而求出平均结晶面积,进而将平均结晶面积的4倍除以圆周率而得到的值的平方根作为平均结晶粒径。

通过以上解析,明确了添加有第1过渡金属元素co的金属间化合物的平均结晶粒径如图11、图12所示小于未添加第1过渡金属元素co的金属间化合物的平均结晶粒径。特别是,明确了添加有第1过渡金属元素co的金属间化合物的平均结晶粒径如图12所示为3μm以下。

接着,对由金属间化合物(cunicosn合金)构成的金属间化合物构件100的应力-形变曲线和由金属间化合物(cunisn合金)构成的以往的金属间化合物构件800的应力-形变曲线进行说明。首先,从得到这些应力-形变曲线的压缩试验的测定方法进行说明。

图13为表示对图9示出的金属间化合物构件100和图10示出的金属间化合物构件800进行的压缩试验的测定方法的图。图13的箭头表示压缩方向。压缩试验使用英斯特朗制的材料试验机(instron5982)和inconel制的压缩夹具501、502进行测定。压缩试验使用利用放电加工机从平均结晶粒径2.2μm的金属间化合物构件100切下的试验片191和利用放电加工机从平均结晶粒径10.5μm的金属间化合物构件800切下的试验片193。各试验片191、193的形状为宽度2mm×长度2mm×厚度4mm的角柱。压缩试验为通过压缩夹具501、502以2.1×10-4s-1的形变速度将各试验片191、193压缩,测定应力而得到应力-形变曲线。

接着,说明对2个试验片191、193在常温、200℃、300℃下进行压缩试验的结果。

图14为表示示出对图13示出的2个试验片191、193在常温、200℃、300℃下进行压缩试验的结果的应力-形变曲线的图。图14的实线表示试验片191的结果。图14的虚线表示试验片193的结果。应予说明,图的×标记是指因试验片的破坏所致的试验结束。

300℃下进行压缩试验的结果如图14所示,明确了在平均结晶粒径10.5μm的试验片193中,图具有显著的峰,在平均结晶粒径2.2um的试验片191中,图不具有峰。这里,认为急剧的应力的减少是由于试验片193内部的裂纹的发展等引起的。因此,认为图的峰表示成为脆性破坏的起点的裂纹由压缩试验产生。

即,在300℃下进行压缩试验的结果明确了在平均结晶粒径10.5μm的试验片193中发生脆性破坏,在平均结晶粒径2.2um的试验片191中未发生脆性破坏。

接着,在200℃下进行压缩试验的结果明确了在平均结晶粒径10.5μm的试验片193和平均结晶粒径2.2um的试验片191两者中,图具有显著的峰。但是,在200℃下进行压缩试验的结果明确了与平均结晶粒径10.5μm的试验片193相比,平均结晶粒径2.2um的试验片191在形变量更大的位置产生峰,即产生脆性破坏,相对于形变较强。

接着,常温下进行压缩试验的结果明确了与平均结晶粒径10.5μm的试验片193相比,平均结晶粒径2.2um的试验片191在形变量更大的位置产生破坏,相对于压缩应力较强。

根据以上结果,认为金属间化合物构件100与结晶粒径大的以往的金属间化合物构件800相比,在高温中具有高的塑性变形能力。因此,金属间化合物构件100即使在基于热冲击的机械应力大的情况下,也可以吸收机械应力,且难以产生脆性破坏。

因此,金属间化合物构件100在高温中具有高的塑性变形能力,且难以发生脆性破坏。此外,金属间化合物构件100与结晶粒径大的以往的金属间化合物构件800相比,在常温下具有高的压缩强度。

另外,如图8、图9所示,金属间化合物在金属间化合物构件100内从第1接合对象物101至第2接合对象物102连续存在。即,在高温中具有高的塑性变形能力的金属间化合物将第1接合对象物101和第2接合对象物102直接连接。

因此,接合体150可以充分发挥金属间化合物的高的塑性变形能力。另外,金属间化合物连续存在意味着在金属间化合物构件100内空隙少,意味着金属间化合物构件100自身的强度提高。

因此,接合体150在高温中具有高的塑性变形能力,且难以发生脆性破坏。此外,接合体150在常温中具有高的强度。

图15为表示构成进行图13示出的压缩试验后的试验片195的多结晶的情形的放大截面图。图16为图15示出的试验片195中产生裂纹c1~c3的部分的放大截面图。该压缩试验使用将结晶粒径大的金属间化合物和结晶粒径小的金属间化合物混合而成的试验片195。

应予说明,图15的图像为通过反射电子检测器拍摄的图像。

观察前述的进行了压缩试验的试验片195的截面的结果,如图15所示,明确了在试验片195中产生了成为脆性破坏的起点的裂纹c1~c3。

但是,如图16所示,基于areafraction法而通过前述oim进行解析的结果明确了在试验片195中产生裂纹c1~c3的部分的平均结晶粒径为3.06um。即,明确了在试验片195中平均结晶粒径为3.0um以下的部分不产生成为脆性破坏的起点的裂纹。

因此,认为金属间化合物的平均结晶粒径优选为3.0um以下。

接着,对cunicosn合金、cunifesn合金和cunisn合金的生成速度进行说明。图17是表示侵蚀速度和合金组成的关系的表。测定使由以下示出的各组成构成的合金与熔融sn在以下示出的条件下反应时的侵蚀速度。

熔融温度=290℃

熔融时间=10分钟

在图17中,试样no.1表示使sn与cuni合金反应的情形,试样no.2~5表示使sn与cunico合金反应的情形,试样no.6表示使sn与cunife合金反应的情形。应予说明,图17中的ni的量、co的量和fe的量的列表示各个试样所含的ni、co、fe的重量%。另外,侵蚀速度是通过图像解析将生成的金属间化合物定量化,假定全部变为(cu,m)6sn5,逆运算为了金属间化合物的生成而每单位时间被消耗的cu合金板的厚度而得到的数值。侵蚀速度越大,金属间化合物的生成速度越快。比较添加有第1过渡元素的试样no.2~6的情形、未添加第1过渡元素的试样no.1的情形,可知侵蚀速度增大至最大8.5倍左右。

比较在第1合金中添加第1过渡元素的情形、未添加第1过渡元素的情形,通过第1金属与第2合金的反应而生成的金属间化合物的结晶粒径变小。其结果,认为金属间化合物中的第1金属的晶界扩散路径增大,扩散速度提高,金属间化合物的生成速度变快。

《其他实施方式》

应予说明,在本实施方式的接合方法中金属箔11和金属箔12的材料为sn单质,但是不限于此。实施时,金属箔11和金属箔12的材料也可以为sn系合金。另外,金属箔11的材料和金属箔12的材料也可以不同。sn系合金例如为snagcu合金、snag合金、sncu合金、snbi合金、snsb合金、snau合金、snpb合金、snzn合金等。

另外,在本实施方式的金属组合物10中,金属箔11和金属箔12在夹持高熔点合金糊料15的状态下在高熔点合金糊料15的整个周围熔合,但不限于此。例如,金属箔11和金属箔12可以部分熔合,也可以不熔合。此外,例如,可以不具有金属箔12。

另外,在本实施方式的金属组合物10中,金属箔11和金属箔12相当于第1金属,高熔点合金糊料15相当于第2合金,但不限于此。例如,第1金属也可以不是箔状而是粒子状、糊料状,第2合金也可以不是糊料状而是粒子状、箔状,金属组合物可以将它们适当组合。

另外,在本实施方式的接合方法中,高熔点合金粒子5的材料为cunico合金,但不限于此。实施时,高熔点合金粒子5的材料例如也可以为cumnco合金粒子。

另外,本说明书记载的金属、合金并不是指严密的组成,也可以以不阻碍第1金属与第2高熔点金属的反应的程度,例如1重量%以下的比例含有未明示的元素作为杂质。

在使用cumnco合金粒子的情况下,通过熔融的sn与cumnco合金粒子的反应,生成金属间化合物。该金属间化合物例如为(cu,mn,co)6sn5。

另外,在本实施方式中,加热工序为对金属组合物10进行热风加热,但不限于此。实施时,加热工序也可以对金属组合物10例如进行远红外线加热、高频感应加热、加热板加热等。

另外,在本实施方式中加热工序为在大气中对金属组合物10进行热风加热,但不限于此。实施时,加热工序例如也可以在n2、h2、甲酸、或真空中对金属组合物10进行热风加热。

另外,在本实施方式中加热工序在加热中对金属组合物10进行加压,但不限于此。实施时,加热工序也可以在加热中不对金属组合物10加压。

另外,在本实施方式中,使用金属组合物10作为接合材料,但是金属组合物10的用途不限定于此。例如,可以将由金属组合物10生成的金属间化合物作为超塑性原材料用于减振阻尼器。

另外,金属间化合物通常是脆的,与此相对,由金属组合物10生成的金属间化合物具有高的塑性变形能力,能够加工。因此,由金属组合物10生成的金属间化合物例如可以用于成型物等加工物。另外,由于该金属间化合物是能够加工且具有银色的金属质感的物质,因此例如可以用于艺术品、玩具等的造型、装饰用途。

最后,上述实施方式的说明在各个方面为例示,本发明不受其限制。本发明的范围不是上述实施方式而是专利请求保护的范围以及均等的范围。

符号说明

c1、c2、c3…裂纹

m…熔合部分

5…高熔点合金粒子

8…有机成分

10…金属组合物

11…金属箔

12…金属箔

15…高熔点合金糊料

100…金属间化合物构件

101…第1接合对象物

102…第2接合对象物

150…接合体

191、193…试验片

195…试验片

501、502…压缩夹具

800…金属间化合物构件

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