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METHOD FOR DECIDING COMPOSITION RATIO OF ZINC ALLOY FOR HIGH TEMPERATURE SOLDER AND UTILIZATION OF THE SAME meetings

Patent code P130009375
File No. 10128-1
Posted date Jun 14, 2013
Application number P2012-072145
Publication number P2012-213800A
Patent number P6037374
Date of filing Mar 27, 2012
Date of publication of application Nov 8, 2012
Date of registration Nov 11, 2016
Priority data
  • P2011-069511 (Mar 28, 2011) JP
Inventor
  • (In Japanese)松木 一弘
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人広島大学
Title METHOD FOR DECIDING COMPOSITION RATIO OF ZINC ALLOY FOR HIGH TEMPERATURE SOLDER AND UTILIZATION OF THE SAME meetings
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for easily deciding the composition ratio of a lead-free zinc alloy for high temperature solder, which has excellent heat resistance and elongation properties.
SOLUTION: The method includes a process of deciding the composition ratio of a zinc alloy in such a way that ▵Mk obtained by general formula (1) is in the range of 0.07 to 0.16: (1) ΔMk=Σ|Mki-MkZn|×Xi (wherein, Mki denotes the s orbital electron energy level of an i element other than zinc composing the zinc alloy, MkZn denotes the s orbital electron energy level of a zinc element, and Xi denotes the molar fraction of the i element).
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


250℃以上の耐熱性を備える高温はんだは、車のエンジンルーム等に多用されている。高温はんだとしては、融点を高めるために、一般的に鉛を含有するものが使用されている。しかし、鉛は人体に有害である。このため、鉛含有はんだの製造現場や鉛含有はんだを使用する電子機器等の生産現場における作業者の健康への影響、および鉛含有はんだを用いて生産された電子機器等が廃棄された場合の自然環境への影響を考慮すると、有害物質である鉛を含有していない高温はんだが望まれている。



これまでに、種々の合金が鉛非含有はんだ用合金として利用されている。中でも、亜鉛合金は、比較的安価であること、その融点が鉛含有合金の融点に近いこと等の理由から、鉛非含有はんだ用の合金として多用されている。



しかし、高温はんだ用合金に要求される機械特性および温度特性を満足する亜鉛合金の組成比を決定する技術は未だ確立されていない。このため、新規の高温はんだ用亜鉛合金を開発する場合や、既にある高温はんだ用亜鉛合金の諸特性をさらに改良したい場合には、亜鉛合金の諸特性に及ぼす各合金元素の種類及び添加量の影響を評価する試験を行ない、得られた結果に基づいて高温はんだ用合金に適した合金組成を決定するという、いわゆる試行錯誤的な方法が採用されている。



ところで、特許文献1および非特許文献1には、亜鉛のS軌道エネルギー準位(MkZn
)と亜鉛合金を構成する亜鉛以外のi元素のS軌道エネルギー準位(Mki )とから求められる亜鉛合金の組成平均(△Mk)、具体的には、一般式△Mk=Σ|Mki -MkZn |×Xi(式中、Mki はi元素のMk値であり、MkZn はZn元素のMk値であり、Xi はi元素のモル分率である。)から求められるΔMkと亜鉛合金の機械特性とが相関することが開示されている。



また、特許文献2には、アルミニウム合金の強度特性と組成平均(△Mk)との関係を示した強度特性指標図を用いて、アルミニウム合金の強度特性を評価し得ることが開示されている。さらに、かかる強度特性指標図から、所望の強度特性を有するアルミニウム合金となるような合金用元素の種類および添加量を決定し得ることが開示されている。

Field of industrial application (In Japanese)


本発明は、高温はんだ用亜鉛合金の組成比決定方法およびその利用に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
下記一般式(1)によって求められるΔMkが0.07~0.16の範囲内となるように、亜鉛合金の組成比を決定する工程を包含し
上記亜鉛合金は、組成が、Zn-10Al-0.02Mg-(0~13.5)Cuであることを特徴とする、融点が523K以上、引張強度が200MPa以上、且つ延性が5%以上である高温はんだ用亜鉛合金の組成比決定方法:
ΔMk=Σ|Mki-MkZn|×Xi … (1)
(式中、Mkiは亜鉛合金を構成する亜鉛以外のi元素のs軌道電子エネルギー準位であり、MkZnは亜鉛元素のs軌道電子エネルギー準位であり、Xiはi元素のモル分率である。)。

【請求項2】
 
請求項1に記載の組成比決定方法によって決定された組成比に基づいて亜鉛および上記i元素を配合する工程を包含していることを特徴とする、融点が523K以上、引張強度が200MPa以上、且つ延性が5%以上である高温はんだ用亜鉛合金の製造方法。
IPC(International Patent Classification)
Drawing

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JP2012072145thum.jpg
State of application right Registered


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