(57)【要約】 【課題】  Ａｕ−Ｓｎろうなど加工が難しいろう材からなるプリフォームろう材であって割れのないものを提供することおよびその製造方法を提供すること。【解決手段】  圧延により得られた薄い帯状ろう材１を打ち抜くことによって得られる外形が四角形のプリフォームろう材２であって、外形を構成する四辺のすくなくともいずれか一辺が圧延方向Ａに対して斜めであるプリフォームろう材２である。四角形のプリフォームろう材２のいずれか一辺が圧延方向Ａに対して斜めであると、例えばプリフォームろう材２の形状が正方形や長方形などの矩形の場合、四辺の全てが圧延方向Ａに対して斜めになる。このようなプリフォームろう材２は割れが発生しにくい。【選択図】 図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧延により得られた薄板状または箔状のろう材を打ち抜くことによって得られる外形が四角形のプリフォームろう材であって、外形を構成する四辺の少なくともいずれか一辺が前記圧延の際の圧延方向に対して斜めであるプリフォームろう材。
【請求項２】
プリフォームろう材は、Ａｕ−Ｓｎろうからなるものであり、Ｓｎの含有率は１５重量％〜２５重量％である請求項１に記載のプリフォームろう材。
【請求項３】
四角形であるプリフォームろう材の各辺と圧延方向とのなす角度は、２５°〜６５°である請求項１または請求項２に記載のプリフォームろう材。
【請求項４】
ろう材の厚さは、２０μｍ〜１００μｍである請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のプリフォームろう材。
【請求項５】
プリフォームろう材は、四角形の窓部を有する枠形状であり、四角形の窓部を構成する四辺の各辺は圧延方向とのなす角度が２５°〜６５°である請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のプリフォームろう材。
【請求項６】
ろう材を圧延する圧延工程と、圧延されたろう材から外形が四角形のプリフォームろう材を得る外形打ち抜き工程とを有する、プリフォームろう材の製造方法において、
外形打ち抜き工程は、得られるプリフォームろう材の四辺の各辺が圧延方向に対して斜めになるように、圧延されたろう材を打ち抜く工程であることを特徴とするプリフォームろう材の製造方法。
【請求項７】
圧延するろう材は、Ａｕ−Ｓｎろうからなるものであり、Ｓｎの含有率は１５重量％〜２５重量％である請求項７に記載のプリフォームろう材の製造方法。
【請求項８】
得られる四角形のプリフォームろう材の各辺と圧延方向とのなす角度は、２５°〜６５°である請求項６または請求項７に記載のプリフォームろう材の製造方法。
【請求項９】
圧延されたろう材は、厚さが２０μｍ〜１００μｍ以下である請求項６から請求項８のいずれか一項に記載のプリフォームろう材の製造方法。
【請求項１０】
得られるプリフォームろう材に四角形の窓部を形成する窓部打ち抜き工程を有するものであり、窓部を構成する四辺の各辺と圧延方向とのなす角度は２５°〜６５°である請求項６から請求項９のいずれか一項に記載のプリフォームろう材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリフォームろう材およびその製造方法に関し、特に、Ａｕ−Ｓｎろうなど加工が難しいろう材からなるプリフォームろう材およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話などの小型の電子機器等では小型のＳＡＷフィルタや水晶発振子等が用いられている。これらの部品は、概略的には、セラミックパッケージのキャビティ内に、ＳＡＷフィルタ用素子や水晶発振子等の素子を搭載した後、キャビティの開口に金属製等のキャップをろう付けし、これによりキャビティを封止することで製造されている。
【０００３】
ところで、セラミックパッケージの封止面に簡単にろう材を供給する方法としては、例えば、プリフォームろう材（予め封止面の形状と同じ形状に成形した薄板状または箔状のろう材）を封止面とキャップとの間に供給する方法がある。また、封止信頼性の高いろう材としてＡｕ−Ｓｎろう（例えばＡｕ−Ｓｎ２０％ろう）がある。このようなことから、Ａｕ−Ｓｎろうからなるプリフォームろう材を用いるキャップの封止方法が考えられる。
【０００４】
ところが、Ａｕ−Ｓｎ２０％ろうは脆くて加工が難しい。したがって、薄板状または箔状に圧延した後、これを所望の形状に打ち抜くこうとすると、脆さに起因する割れが発生してしまう。プリフォームろう材に割れがあると、例えば、多数のプリフォームろう材をフィダー等で供給するときに、プリフォームろう材が完全に割れてしまうことがある。またあるプリフォームろう材の割れに別のプリフォームろう材が絡んだり、引っ掛かったりして当該別のプリフォームろう材に新たな割れが発生してしまうといった問題がある。このようなことから、従来、Ａｕ−Ｓｎ２０％ろうを封止に用いる場合は、例えばペースト状にして用いたり、ペーストを焼成したものを用いたりしている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平６−１２６４８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような問題点に鑑み、本発明は、Ａｕ−Ｓｎろうなど加工が難しいろう材からなるプリフォームろう材であって割れのないものを提供すること、およびその製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような課題を解決するため、本発明の発明者は、打ち抜き工程における割れ発生のメカニズムについて検討を行った。その結果、圧延したろう材を打ち抜いてプリフォームろう材を製造する場合にあっては、ろう材の圧延方向と打ち抜き線の方向とのなす角度によって、割れの発生状態に違いが生じていると考えられることを見出し、本発明を想到するに至った。
【０００７】
本発明は、圧延により得られた薄板状または箔状のろう材を打ち抜くことによって得られる外形が四角形のプリフォームろう材であって、外形を構成する四辺のすくなくともいずれか一辺が前記圧延の際の圧延方向に対して斜めであるプリフォームろう材である。
【０００８】
このように四角形のプリフォームろう材のいずれか一辺が圧延方向に対して斜めであると、例えばプリフォームろう材の形状が正方形や長方形などの矩形の場合、四辺の全てが圧延方向に対して斜めになり、割れが発生しにくくなる。圧延により得られた帯状ろう材は、圧延方向に延びる筋（いわゆる圧延目）を有しており、圧延目に沿って割れ目が入りやすいが、プリフォームろう材の外形を構成する四辺が当該筋（圧延方向）に対して斜めであると、ある特定の圧延目にだけ力が加わってその圧延目に沿った割れが発生するということが防止されることとなり、割れの発生が防止されると考えられる。割れが発生しにくければ、フィダー等による供給が可能であり、効率良くプリフォームろう材を供給できる。そして、割れが発生しにくければ、Ａｕ−Ｓｎろうなどの脆くて割れやすいろう材を用いてプリフォームろう材を製造できる。なお、Ａｕ−ＳｎろうにおけるＳｎの含有率は１５重量％〜２５重量％が好ましく、特に１８重量％〜２２重量％が好ましい。
【０００９】
四角形であるプリフォームろう材の各辺と圧延方向とのなす角度は、２５°〜６５°が好ましい。各辺と圧延方向とのなす角度がこの範囲であると、特に割れが発生しにくいからである。そして、Ａｕ−Ｓｎ２０％ろうなど脆くて割れやすいろう材では、従来、ろう材の厚さが１００μｍ以下の場合に特に割れが発生しやすかったが、本発明によればこのような厚さの場合においても割れの発生が防止される。したがって、本発明は、厚さが１００μｍ以下のプリフォームろう材に特に好適である。
【００１０】
上述したようなプリフォームろう材を製造する場合は、ろう材を圧延する圧延工程と、圧延されたろう材から外形が四角形のプリフォームろう材を得る外形打ち抜き工程とを有する、プリフォームろう材の製造方法において、外形打ち抜き工程として、得られるプリフォームろう材の四辺のいずれか一辺が圧延方向に対して斜めになるように圧延されたろう材を打ち抜く工程を用いる。このようにすると、プリフォームろう材が矩形の場合、四辺の全てが圧延方向に対して斜めになる。プリフォームろう材の四辺が圧延方向に対して斜めであると、材料の脆さに起因する打ち抜き時の割れの発生が防止され、プリフォームろう材を簡単に製造できる。
【００１１】
また、プリフォームろう材の製造では、例えば、帯状に圧延されたろう材を打ち抜き位置に連続供給して順次打ち抜く方法が用いられる。従来、帯状ろう材は、割れ防止の観点から、ある程度幅の広いものであったが、本発明によれば、割れが防止されることから、より幅狭の帯状ろう材を用いることができる。供給する帯状ろう材の幅を狭くすることができれば、プリフォームろう材製造時のろう材の歩留まりが向上する。
【００１２】
また、セラミックパッケージのキャビティの封止では、キャビティの開口形状と一致する形状、すなわち四角形で枠形状のプリフォームろう材が用いられる。四角形の窓部を有する枠形状のプリフォームろう材は特に割れが発生しやすい形状であるが、プリフォームろう材の外形を構成する四辺の各辺および四角形の窓部を構成する四辺の各辺と圧延方向とのなす角度が２５°〜６５°であると、割れの発生が防止される。したがって、本発明は、四角形で枠形状のプリフォームろう材に特に好適である。
【００１３】
四角形の窓部を有するプリフォームろう材を製造する場合は、上記外形打ち抜き工程と共に、窓部を形成する窓部打ち抜き工程を行う。この場合、窓部を構成する四辺の各辺と圧延方向とのなす角度は２５°〜６５°であるのが好ましい。このように、外形を構成する各辺および窓枠を構成する各辺が圧延方向に対して斜めになるように打ち抜くと、材料の脆さに起因する打ち抜き時の割れの発生が防止され、プリフォームろう材を簡単に製造できる。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、本発明に係るプリフォームろう材は、割れの発生が防止された構造である。したがって、このような構造を用いることで、Ａｕ−Ｓｎろうなどの脆い材質のろう材からなるプリフォームろう材を提供できる。そして、上記製造方法によれば、このようなプリフォームろう材を簡単に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明に係るプリフォームろう材およびその製造方法の好適な実施形態を説明する。
【００１６】
まず、溶解鋳造によってＡｕ−２０重量％Ｓｎろう材のインゴットを製造してインゴットに押出加工を行い、さらに圧延を行って帯状ろう材（厚さ２５μｍ、幅２０ｍｍ）を得た（圧延工程）。得られた帯状ろう材の圧延方向Ａは、帯状ろう材の長手方向であった（図１および図３参照）。次に、得られた帯状ろう材を熱処理し、その後、不織布による研摩を行った。なお、上記熱処理は連続式であり、熱処温度は２３０℃、送り速度は３００ｍｍ／分、加熱炉の長さは１ｍであった。また、研摩後に得られた帯状ろう材の平均表面粗さは、０．１５μｍであった。そして、帯状ろう材にスリット加工を施して、図１に示されるような幅狭の帯状ろう材１（厚さ２５μｍ、幅９ｍｍ）を得た。この後、得られた幅狭の帯び状ろう材１をプレス機で打ち抜き（打ち抜き工程）、所望の形状のプリフォームろう材２（図２参照）を連続的に製造した。図２に示されるように、本実施形態で製造したプリフォームろう材２は、外形が長方形（２ｍｍ×４ｍｍ）であると共に中央に長方形の窓部２ａ（１．２ｍｍ×３．２ｍｍ）を有する枠形状であった。
【００１７】
プレス機における打ち抜き工程では、供給された帯状ろう材１に、まず窓部２ａに当たる長方形の穴を打ち抜きにより形成し（窓部打ち抜き工程）、次に窓部２ａを取り囲むように帯状ろう材１を長方形に打ち抜いて（外形打ち抜き工程）、外形が長方形である枠形状のプリフォームろう材２（図２参照）を製造した。
【００１８】
また、プレス機では、プリフォームろう材２を製造する際、窓部２ａを構成する四辺のうちの一つ（本実施形態では長辺）と圧延方向Ａとのなす角度θ１（図１参照）や、プリフォームろう材２の外形を構成する四辺のうちの一つ（本実施形態では長辺）と圧延方向Ａとのなす角度θ２が３０°になるように、ポンチおよびダイス（不図示）の向きを設定した。この場合、窓部２ａを構成する四辺のうちの短辺と圧延方向Ａとのなす角度θ３や、プリフォームろう材２の外形を構成する四辺のうちの短辺と圧延方向Ａとのなす角度θ４は６０°になる。なお、プリフォームろう材の外径や窓部を構成する辺と圧延方向Ａとのなす角度θ（θ１〜θ４）は、全て鋭角の角度（０＜θ＜９０°）で示した。
【００１９】
比較例：比較例では、ポンチおよびダイスの設置状態が上記実施形態とは異なるプレス機を用いてプリフォームろう材３を製造した。具体的には、プリフォームろう材３の窓部３ａを構成する四辺の方向が圧延方向Ａに対して直角または平行（図３参照）になるように、またプリフォームろう材３の外形を構成する四辺が圧延方向Ａに対して直角または平行（図３参照）になるようにポンチおよびダイス（不図示）が設置されたプレス機を用いた。これ以外の条件は、上記実施形態の場合と同じであったので、その説明を省略する。
【００２０】
上記実施形態および比較例で得られたプリフォームろう材２，３について、割れの状態を評価するために、外観観察を行った。本外観観察では、実施形態のプリフォームろう材２および比較例のプリフォームろう材３を、それぞれ１０００個ずつ観察した。その結果、比較例のプリフォームろう材３の観察では、１０００個中１００個に割れが生じていた。そして、割れの発生位置としては、窓部３ａの四隅の位置が多かった。一方、実施形態のプリフォームろう材２では、割れを有するものはなかった。この結果、プリフォームろう材の外形を構成する各辺や窓部を構成する各辺が圧延方向Ａすなわち帯状ろう材の長手方向に対して斜めになるように打ち抜くと、割れの発生が防止されることが解った。
【００２１】
また、本実施形態のように、圧延後打ち抜き前に研摩を行うと、研摩によっていわゆる圧延目１ａの部分の強度が弱くなり、圧延目１ａに沿った割れがより発生しやすくなるが、上記観察の結果から解るように、実施形態のプリフォームろう材２では割れは全く発生していなかった。したがって、本実施形態によれば、圧延後打ち抜き前に研摩を行っても割れの発生を防止できることが解った。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】圧延により得られた帯状ろう材および実施形態における打ち抜きの状態を示す平面図。
【図２】製造されたプリフォームろう材を示す平面図。
【図３】比較例における打ち抜きの状態を示す平面図。
【符号の説明】
【００２３】
１  帯状ろう材
２，３  プリフォームろう材
２ａ，３ａ  窓部
Ａ  圧延方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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