チップ付きCBNインサートは、PCBチップとカーバイド基板間で銀系ろう付けを採用しており、コアQCは溶接前準備、プロセス中のパラメータ制御、溶接後の多層検査をカバーし、コールドハンダ、ひび割れ、CBN熱劣化、接合不足を回避します。

1. 原料の予備ろう付けおよび表面品質管理

(1) 物資入荷チェック

• PCBNのブランクグレード、CBN含有量、基材のWCカーバイドの整合性を検証します。溶接後のインターフェースの亀裂を簡単に引き起こすミスマッチした熱膨張バッチを排除します。
• 選択された銀はんだ(融点680~920°C)と対応するフラックス;フラックス活性化温度は、表面酸化物を完全に除去するためにははんだの融点より30~50°C低くなければなりません。
• はんだやフラックスは乾燥環境下で保管し、湿気による溶接多孔性を防ぎます。

(2) 接合表面処理

• CBN複合ベースおよびカーバイドインサートの研削または微細研磨接合面;油、錆、酸化膜を除去するために超音波脱脂で清浄します。粗い表面や残留汚染物質ははんだの濡れや融合の不完全さを引き起こします。
• 接合部の隙間に均一な薄いはんだペーストを塗布し、CBNチップを精密な治具で固定して0.03~0.10mm以内のクリアランスを制御します。隙間が大きすぎると接合が弱くなり、狭い隙間ははんだ充填が不十分になります。

2. プロセス中ろう付けパラメータ制御(コアQC)

ほとんどのチップCBNは高周波誘導ろう付けまたは真空ろう付けを用いており、高温のグラファイト化やCBN結晶酸化を防ぐために厳密にロック加熱曲線を制御しています。

1. 温度制御:はんだの種類に基づいてピークろう付け温度を780~890°Cに設定;過熱>950°CはCBN層を損傷し、インサートの硬度を低下させます。低温ははんだやせん断強度の低下を引き起こします。ジョイントゾーンでのリアルタイム温度監視には赤外線パイロメーターを使いましょう。
2. 保持時間:短時間の一定温度保持(はんだが完全に溶けた後のみ15~45秒);長時間の熱曝露はCBN基質のコバルト相酸化と内部の亀裂発生を引き起こします。
3. 加熱・冷却速度:段階的な予熱(300°Cおよび500°Cの熱保存による残留水分排出)を実施します。急速な空気焼入れの代わりに炉内冷却を遅らせることで、CBN/カーバイドの異なる熱膨張による熱応力を解放し、先端の亀裂を防ぎます。
4. 大気保護:真空ろう付けは真空を保持します≤1×10⁻² Pa;誘導ろう付けは不活性遮蔽ガスを充填し、酸素を隔離し、溶接時の酸化や孔隙を防いでいます。

3. ろう付け後多輪検査および受け入れ基準

(1) 外観検査(100%完全なチェック)

溶接ビードのチェック:明らかな表面ひび割れ、水ぶくれ、はんだの過剰不足、フラックス残留なし;業界標準JB/T10719に基づく実質ろう付けカバレッジ≥総接合面積の90%。

(2) 非破壊検査(NDT、サンプリング+キーバッチの全検査)

• 染料浸透試験:肉眼では見えない溶接縁の微細な表面亀裂を検出します。
• 超音波検査/マイクロX線:内部に隠れたコールドハンダー、内部の孔隙や包有物をチェック;単一空洞直径は0.5mmを超えてはなりません。
• 大量生産のための自動AI視覚検査で、欠陥のあるインサートをオンラインで迅速に仕分けします。

(3) 機械的性能破壊サンプリング試験

1. せん断強度試験:CBN先端に横方向の力を加える;適格継手は溶接界面ではなくCBNブランクまたはカーバイド基板で破損し、信頼性の高い冶金接合を証明します。
2. 熱衝撃スポットチェック:650~700°Cまで熱を入れた後、水の焼入れを行います。サイクル後のチップの落下や溶接の亀裂は認められません。
3. メタルロググラフィックサンプリング:顕微鏡下でのエッチ断面を測定し、ISO18279ろう付け標準に基づくはんだ浸透および界面結合の微細構造を観察します。

4. プロセストレーサビリティとSPCの安定制御

• 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、完全な生産トレーサビリティを確保します。
• コアパラメータ(加熱温度、保持時間)のSPC統計制御を採用し、パラメータドリフトが許容範囲を超えたら、機器を適時に調整し、再発する不良率を減らします。