チップドCBNインサートは、PCBNチップと超硬基板の間に銀ベースのろう付けを採用しています。中核となる品質管理は、ろう付け前の準備、工程中のパラメータ管理、ろう付け後の多段階検査を対象とし、冷間ろう付け、亀裂、CBNの熱劣化、および接合不良を防止します。

1. ろう付け前の原材料および表面品質管理

(1) 材料受け入れ検査

• PCBNブランクのグレード、CBN含有量、および基板WC超硬の均一性を確認し、熱膨張が不整合なロットを拒否します。これらはろう付け後の界面亀裂を引き起こしやすいためです。
• 適合する銀ろう（融点680〜920℃）と対応するフラックスを選択します。フラックスの活性化温度は、表面酸化物を完全に除去するために、ろうの融点より30〜50℃低くする必要があります。
• ろうとフラックスは乾燥環境で保管し、湿気によるろう付け気孔の発生を防ぎます。

(2) 接合面の処理

• CBN複合基板と超硬インサートの接合面を研削または精密研磨し、超音波脱脂洗浄により油分、錆、酸化被膜を除去します。粗い表面や残留汚染物質は、ろうの濡れ不良や溶融不良を引き起こします。
• 接合ギャップに均一な薄いろうペーストを塗布し、精密治具でCBNチップを固定してクリアランスを0.03〜0.10mmに管理します。ギャップが大きすぎると接合強度が弱くなり、狭すぎるとろうの充填不足を引き起こします。

2. ろう付け工程中のパラメータ管理（中核品質管理）

ほとんどのチップドCBNは高周波誘導ろう付けまたは真空ろう付けを採用し、加熱曲線を厳密に固定して、CBN結晶の高温黒鉛化/酸化を防止します。

1. 温度管理：ろうの種類に基づいてピークろう付け温度を780〜890℃に設定します。950℃を超える過熱はCBN層を損傷しインサート硬度を低下させ、低温は冷間ろう付けや低せん断強度を引き起こします。赤外線放射温度計を使用して接合部の温度をリアルタイムで監視します。
2. 保持時間：ろうが完全に溶融した後の短い恒温保持（15〜45秒のみ）。長時間の熱曝露はCBN基板のコバルト相の酸化と内部亀裂の発生を引き起こします。
3. 加熱・冷却速度：段階的な予熱（300℃および500℃で保温し残留水分を除去）を実施します。CBN/超硬の異なる熱膨張による熱応力を解放し、チップの割れを防ぐために、急速空冷ではなく炉冷をゆっくり行います。
4. 雰囲気保護：真空ろう付けでは真空度を1×10⁻² Pa以下に保ちます。誘導ろう付けでは不活性シールドガスを充填して酸素を遮断し、溶接部の酸化や気孔を防ぎます。

3. ろう付け後の多段階検査と合格基準

(1) 外観検査（100%全数検査）

ビードを確認：表面の顕著な亀裂、ブリスター、ろうの過剰流出や不足、フラックス残渣がないこと。有効ろう付け面積は業界規格JB/T10719に従い、総接合面積の90%以上であること。

(2) 非破壊検査（NDT、サンプリング+重要ロットの全数検査）

• 染色浸透探傷試験：目視では見えない溶接端部に沿った微小な表面亀裂を検出します。
• 超音波試験/マイクロX線：内部の隠れた冷間ろう付け、内部気孔、介在物を確認します。単一ボイドの直径は0.5mmを超えてはなりません。
• 大量生産向けの自動AI外観検査により、不良インサートをオンラインで迅速に選別します。

(3) 機械的性能の破壊的サンプリング試験

1. せん断強度試験：CBNチップに横方向の力を加えます。合格した接合部は、溶接界面ではなくCBNブランクまたは超硬基板で破壊し、信頼性の高い金属結合を証明します。
2. 熱衝撃スポットチェック：インサートを650〜700℃に加熱し、その後水焼入れします。サイクル後にチップの脱落や溶接亀裂がなければ合格です。
3. 金属組織サンプリング：顕微鏡下で断面をエッチングし、ろうの浸透と界面接合ミクロ組織をISO18279ろう付け規格に従って観察します。

4. 工程トレーサビリティとSPC安定管理

• 原材料ロット番号、ろう付け温度/時間曲線、検査結果のバッチデータを記録し、生産の完全なトレーサビリティを確保します。
• 中核パラメータ（加熱温度、保持時間）にSPC統計的工程管理を採用し、パラメータが許容範囲を超えてドリフトした場合は機器をタイムリーに調整し、再発性不良率を低減します。