CN113458579A - 接合装置 - Google Patents

Abstract

提供接合装置，其具备多个处理部，该接合装置使一对金属板彼此接合。接合装置还具备保持一对金属板的保持部件。多个处理部中的一个处理部是加热加压处理部。加热加压处理部具有加热部和加压部。加热部对一对金属板和保持部件进行加热。加压部对一对金属板进行加压。加热部配置于一对金属板与加压部之间。保持部件配置于一对金属板与加热部之间。

Description

接合装置

技术领域

本发明涉及接合装置。

背景技术

以往，已知接合金属间的各种装置。例如，存在如下的基材接合装置：将溅射蚀刻的第一基材的表面与附着有由第一基材的材料构成的溅射粒子的第二基材的表面以重合的方式进行压接，由此在常温下接合第一基材与第二基材。在高真空环境下的腔室内，第一基材配置于下台部的上表面，第二基材配置于与下台部对置的上台部的下表面。(例如，参照日本特开2018-18997号公报)

专利文献1：日本特开2018-18997号公报

在这里，在腔室内的下台部和上台部直接配置基材时，如果基材的尺寸较小，则可能难以进行基材的操作。

发明内容

本发明的目的在于使一对金属板的操作变得容易。

本发明的例示的接合装置具备多个处理部，该接合装置使一对金属板彼此接合。所述接合装置还具备保持一对所述金属板的保持部件。多个所述处理部中的一个所述处理部是加热加压处理部。所述加热加压处理部具有加热部和加压部。所述加热部对一对所述金属板和所述保持部件进行加热。所述加压部对一对所述金属板进行加压。所述加热部配置于一对所述金属板与所述加压部之间。所述保持部件配置于一对所述金属板与所述加热部之间。

根据本发明的例示的接合装置，能够使一对金属板的操作变得容易。

附图说明

图1是示出接合装置的内部结构的一例的概念图。

图2是接合装置的立体图。

图3A是热传导部件的立体图。

图3B是示出热传导部件的结构例的沿A-A线的剖视图。

图3C是示出一对金属板彼此接触的接触部中的接合结构的一例的剖视图。

图4是示出加热加压处理部的结构例的概念图。

图5是示出保持部件的结构例的概念图。

图6是示出保持部件的其他结构例的概念图。

标号说明

100：接合装置；1：处理部；11：搬入处理部；12：加热加压处理部；121：加热部；122：加压部；13：前处理部；14：后处理部；15：搬出处理部；2：作业室；21：搬入口；22：搬出口；3：保持部件；31：第一保持部件；311：孔部；32：第二保持部件；321：凹部；322：贯通孔；33：安装部件；34：收纳凹部；341：第一收纳凹部；342：第二收纳凹部；5：热传导部件；51：一对金属板；51a：被加热部；51b：散热部；510：空间；511：第一金属板；512：第二金属板；513：接触部；52：工作介质；53：芯构造体；6：发热源；G：惰性气体；Cr：结晶粒。

具体实施方式

以下参照附图对例示的实施方式进行说明。

另外，在本说明书中，在热传导部件5和接合装置100中，将第一金属板511与第二金属板512对置的方向称为“上下方向”。另外，在实施方式中，上下方向与铅直方向平行。将上下方向中的从第一金属板511向第二金属板512的方向称为“上方”，将从第二金属板512向第一金属板511的方向称为“下方”。在各个结构要素中，将上方的端部称为“上端部”，将下方的端部称为“下端部”。而且，在各个结构要素的表面中，将朝向上方的面称为“上表面”，将朝向下方的面称为“下表面”。

以上说明的事项并不严格应用于组装到实际的设备中的情况。

＜1.实施方式＞

＜1-1.接合装置＞

图1是示出接合装置100的内部结构的一例的概念图。图2是接合装置100的立体图。接合装置100使一对金属板51彼此接合。另外，一对金属板51的详细情况在后面进行说明。

接合装置100具备多个处理部1、作业室2以及金属制的保持部件3。如后所述，在一对金属板51保持于保持部件3的状态下，接合装置100进行各个处理部1中的处理以及处理部1之间的搬运。另外，保持部件3的详细情况在后面进行说明。

在本实施方式中，多个处理部1中的一个处理部1是搬入处理部11。未接合的一对金属板51预先保持于保持部件3。在搬入处理部11中，未接合的一对金属板51与保持部件3一起通过形成于作业室2的侧面的搬入口21搬入作业室2内。

多个处理部1中的一个处理部1是加热加压处理部12。加热加压处理部12对一对金属板51一边进行加热一边进行加压。由此，加热加压处理部12能够使一对金属板51彼此接触的接触部513接合，而无需使用例如钎料等接合用材料。以下，将对一对金属板51一边进行加热一边进行加压的处理称为“加热加压处理”。加热加压处理部12的结构在后面进行说明。

多个处理部1中的一个是前处理部13。前处理部13对一对金属板51实施加热加压处理的前处理。在前处理进行的处理并没有特别限定。在前处理中，例如，也可以使一对金属板51对位。或者，在前处理中，也可以对一对金属板51实施切削等加工。

多个处理部1中的一个是后处理部14。后处理部14对一对金属板51实施加热加压处理的后处理。在后处理进行的处理，并没有特别限定。在后处理中，例如，可以去除一对金属板51彼此接合的接合部分的毛刺等，也可以研磨一对金属板51。

多个处理部1中的一个是搬出处理部15。在搬出处理部15中，通过形成于作业室2的侧面的搬出口22取出保持有已接合的一对金属板51的保持部件3。

这样，多个处理部1由搬入处理部11、加热加压处理部12、前处理部13、后处理部14以及搬出处理部15构成。换句话说，接合装置100具备搬入处理部11、加热加压处理部12、前处理部13、后处理部14以及搬出处理部15。接合装置100通过搬运机构(省略图示)，依次将一对金属板51搬运至搬入处理部11、前处理部13、加热加压处理部12、后处理部14以及搬出处理部15。

接着，如前所述，接合装置100具备填充有惰性气体G的作业室2。作业室2内配置有多个处理部1和保持部件3。一对金属板51和保持部件3至少在加热加压处理部12被加热，配置于填充有氮气、氩气等惰性气体G的作业室2内。由此，能够防止一对金属板51的氧化和保持部件3的氧化。

＜1-2.一对金属板＞

接着，参照图3A至图3C，对一对金属板51以及它们的接合结构进行说明。图3A是热传导部件5的立体图。图3B是示出热传导部件5的结构例的沿A-A线的剖视图。图3C是示出一对金属板51彼此接触的接触部513中的接合结构的一例的剖视图。

如图3A和图3B所示，一对金属板51具有第一金属板511和第二金属板512。第一金属板511与第二金属板512彼此接触的接触部513通过接合装置100而接合。在本实施方式中，接合后的一对金属板51作为蒸汽室等热传导部件5的箱体而使用。即，本实施方式的接合装置100也可以是制造热传导部件5的装置的至少一部分。但是，该例示并不限定接合装置100的用途。

热传导部件5例如用于发热源6的散热。如图3B所示，在热传导部件5中，工作介质52和芯构造体53被封入在一对金属板51内的密闭的空间510。工作介质52在一对金属板51的与发热源6接触的被加热部51a附近通过从发热源6传递的热而气化，并在空间510内蒸发。而且，工作介质52在一对金属板51的远离被加热部51a的散热部51b被冷却从而液化。芯构造体53使液化的工作介质52回流至被加热部51a附近。

在接合一对金属板51时，通过在加热加压处理部12的加热加压处理，接触部513处的一对金属板51的金属组织逐渐重新构成。在这里，假设以规定的温度和压力实施例如几小时以上的加热加压处理，第一金属板511的金属原子向第二金属板512的金属组织扩散，并且第二金属板512的金属原子向第一金属板511的金属组织扩散。而且，通过使接触部513处的第一金属板511和第二金属板512的界面完全消失，两者接合。

与此相对，在本实施方式中，通过调整加热加压处理条件，如图3C所示，加热加压处理部12使接触部513处的第一金属板511和第二金属板512的界面部分消失。其结果，在接触部513形成具有第一区域A1和第二区域A2的接合结构。在第一区域A1中，通过一对金属板51的金属组织的重新构成，生成结晶粒Cr。结晶粒Cr以横跨第一金属板511的金属组织和第二金属板512的金属组织的方式存在。另一方面，在第二区域A2中，金属组织不重新构成，从而残留有第一金属板511和第二金属板512彼此接触的接触面。与使接触部513处的界面完全消失的情况相比，这样的接合结构能够通过更宽松的处理条件形成，尤其是，能够以更低的温度条件并且更短的处理时间形成。

具有上述这样的接合结构的接触部513具有较高的遮蔽性。例如，在第一区域A1中，第一金属板511和第二金属板512的界面消失，从而两者通过较强的金属结合接合，因此液化或者气化的工作介质52等流体的透过被高度抑制。在第二区域A2中，第一金属板511与第二金属板512并没有完全分离，而是通过较弱的金属结合接合，因此对液体和高温的气体具有充分的透过抑制效果。因此，通过上述这样的接合结构而密闭的空间510例如对于液化或者气化的工作介质52等流体具有较高的密闭性。

＜1-3.加热加压处理部＞

接着，参照图4，对加热加压处理部12进行说明。图4是示出加热加压处理部12的结构例的概念图。

如图4所示，加热加压处理部12具有加热部121和加压部122。换句话说，接合装置100具备加热部121和加压部122。加热部121配置于一对金属板51与加压部122之间，并对一对金属板51和保持部件3进行加热。一对金属板51与加热部121之间配置有保持部件3。加压部122对一对金属板51进行加压。在本实施方式中，加压部122经由保持部件3对一对金属板51进行加压，尤其是对一对金属板51彼此接触的接触部513进行加压。

加热加压处理部12一边对一对金属板51进行加热一边对两者的接触部513进行加压，由此在两者的接触部513形成接合结构。由此，加热加压处理部12能够使一对金属板51之间容易并且紧密接合。

＜1-4.保持部件＞

接着，参照图5和图6对保持部件3进行说明。图5是示出保持部件3的结构例的概念图。图6是示出保持部件3的其他结构例的概念图。

如前所述，接合装置100具备保持部件3。保持部件3保持一对金属板51。通过一对金属板51保持于保持部件3，接合装置100容易操作一对金属板51。例如，即使一对金属板51的尺寸较小，通过利用保持部件3保持一对金属板51，容易进行各个处理部1之间的一对金属板51的搬运、各个处理部1中的一对金属板51向规定位置的配置等。

例如如图5所示，保持部件3具有第一保持部件31、第二保持部件32以及安装部件33。

第一保持部件31和第二保持部件32为板状。第一保持部件31的上表面在图5中为平面，并与一对金属板51的下表面接触。即，第一保持部件31将一对金属板51载置于上表面。在与该上表面平行的方向上，第一保持部件31的上表面比一对金属板51的下表面大。通过保持部件3具有载置一对金属板51的第一保持部件31，接合装置100能够通过至少保持第一保持部件31来操作一对金属板51。例如，接合装置100能够在将一对金属板51载置于第一保持部件31的状态下实施在各个处理部1的处理。

第二保持部件32配置于一对金属板51的上方，并覆盖一对金属板51的上表面。如前所述，保持部件3具有第二保持部件32。在第二保持部件32与第一保持部件31之间夹持一对金属板51。这样，加热加压处理部12保持在第一保持部件31与第二保持部件32之间夹持一对金属板51的状态，一边对一对金属板51进行加热一边对两者的接触部513进行加压，由此能够使一对金属板51彼此接合。因此，通过第一保持部件31和第二保持部件32，能够防止加热加压处理时的金属板51的翘曲。而且，保持部件3介于加热加压处理部12与一对金属板51之间，因此，例如，即使在加热加压处理部12的与一对金属板51对置的面存在凹凸，也能够防止金属板51根据该对置面的形状发生变形。

第二保持部件32具有凹部321。凹部321形成于第二保持部件32的下表面。在第二保持部件32配置于一对金属板51的上方的状态下，凹部321从一对金属板51朝向第二保持部件32凹陷。这时，第二保持部件32的与金属板51对置的面中的沿凹部321的外缘的区域与一对金属板51的与第二保持部件32对置的面的一部分接触。在本实施方式中，第二保持部件32的下表面中的沿凹部321的外缘的区域与一对金属板51的上表面的一部分接触。第二保持部件32的下表面的该区域优选在从上下方向观察时比一对金属板51间的空间510靠外侧的位置与一对金属板51的上表面。

一对金属板51中的与第二保持部件32接触的部分通过加热加压处理部12一边被加热一边对两者彼此接触的接触部513进行加压，由此彼此接合。另一方面，一对金属板51中的与凹部321的内表面在上下方向上对置的部分至少不被加热加压处理部12加压，因此不会接合。因此，能够使一对金属板51部分接合。通过该处理，例如，在一对金属板51中的与凹部321的内表面在上下方向上对置的部分中，在一对金属板51之间形成的空间510不被加压，因此能够维持空间510并且使一对金属板51彼此接合。

接着，通过安装部件33，将第二保持部件32安装于第一保持部件31。例如在本实施方式中，安装部件33为棒状。第一保持部件31具有形成于第一保持部件31的上表面的孔部311。孔部311在第二保持部件32安装于第一保持部件31的状态下从第二保持部件32朝向第一保持部件31凹陷。而且，第二保持部件32具有沿上下方向贯通该第二保持部件32的贯通孔322。在第一保持部件31与第二保持部件32之间夹持一对金属板51之后，安装部件33从保持部件3的上方贯穿插入第二保持部件32的贯通孔322。进而，安装部件33的下端部嵌入第一保持部件31的孔部311。由此，在第一保持部件31扩展的方向上，通过安装部件33抑制第二保持部件32相对于第一保持部件31的移动。

在第一保持部件31与第二保持部件32之间夹持一对金属板51的状态下，安装部件33的上端部位于比第二保持部件32的上表面靠下方的位置。即，如图5所示，在上下方向上，安装部件33的长度L短于孔部311的深度d1、贯通孔322的长度d2以及夹持一对金属板51的状态下的第一保持部件31与第二保持部件32之间的间隔d3之和。这样，能够防止安装部件33妨碍经由保持部件3的一对金属板51的上下方向上的加压。

如前所述，保持部件3是金属制。保持部件3的材料优选为不锈钢和钨合金中的任意一个。另外，第一保持部件31、第二保持部件32以及安装部件33的材料可以各自相同，也可以是它们中的至少一部分不同。通过将高温强度并且热传导率较高的不锈钢或者钨合金用于保持部件3的材料，能够平衡良好地抑制经由保持部件3从加热加压处理部12向一对金属板51的热传导量的降低以及从加热加压处理部12经由保持部件3作用于一对金属板51的压力的降低。因此，即使在一对金属板51与加热加压处理部12之间配置保持部件3，加热加压处理部12也能够良好地实施利用加热加压处理的一对金属板51的接合。

另外，保持部件3的结构并不限定于图5的例示。例如，如图6所示，保持部件3也可以具有从一对金属板51朝向保持部件3凹陷的收纳凹部34。例如在图6中，收纳凹部34具有第一收纳凹部341和第二收纳凹部342。第一收纳凹部341形成于第一保持部件31的上表面。第二收纳凹部342形成于第二保持部件32的下表面。在第一保持部件31和第二保持部件32夹持一对金属板51时，一对金属板51的下端部嵌入第一收纳凹部341，一对金属板51的上端部嵌入第二收纳凹部342。

在这里，收纳凹部34并不限定于图6的例示，也可以具有第一收纳凹部341和第二收纳凹部342中的至少任意一个。即，第一保持部件31和第二保持部件32中的至少任意一个也可以具有收纳凹部34。收纳凹部34从一对金属板51朝向保持部件3凹陷。一对金属板51的一部分嵌入收纳凹部34。由此，在将一对金属板51配置于保持部件3时，能够容易地决定一对金属板51相对于保持部件3的配置位置。

＜2.其他＞

以上，对本发明的实施方式进行了说明。另外，本领域技术人员能够理解到上述实施方式是例示，其各个结构要素以及各个处理的组合能够进行各种变形，并且属于本发明的范围。

产业上的可利用性

本发明例如能够用于接合保持于保持部件的金属板间的装置。

Claims (7)

1.一种接合装置，其使一对金属板彼此接合，具备多个处理部，其中，

该接合装置还具备对一对所述金属板进行保持的保持部件，

多个所述处理部中的一个所述处理部是加热加压处理部，

所述加热加压处理部具有：

加热部，其对一对所述金属板和所述保持部件进行加热；以及

加压部，其对一对所述金属板进行加压，

所述加热部配置于一对所述金属板与所述加压部之间，

所述保持部件配置于一对所述金属板与所述加热部之间。

2.根据权利要求1所述的接合装置，其中，

所述保持部件具有载置一对所述金属板的第一保持部件。

3.根据权利要求2所述的接合装置，其中，

所述保持部件还具有第二保持部件，在所述第二保持部件与所述第一保持部件之间夹持一对所述金属板。

4.根据权利要求3所述的接合装置，其中，

所述第二保持部件具有从一对所述金属板朝向所述第二保持部件凹陷的凹部，

所述第二保持部件的与所述金属板对置的面中的沿所述凹部的外缘的区域与一对所述金属板的与所述第二保持部件对置的面的一部分接触。

5.根据权利要求3或4所述的接合装置，其中，

所述第一保持部件和所述第二保持部件中的至少任意一方具有从一对所述金属板朝向所述保持部件凹陷的收纳凹部，

所述收纳凹部中嵌入有一对所述金属板的一部分。

6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的接合装置，其中，

所述接合装置还具有填充有惰性气体的作业室，

所述保持部件和多个所述处理部配置于所述作业室内。

7.根据权利要求1至6中的任意一项所述的接合装置，其中，

所述保持部件的材料是不锈钢和钨合金中的任意材料。

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