JP2000246462A - 積層金属板の製造方法 - Google Patents

積層金属板の製造方法

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JP2000246462A
JP2000246462A JP11056707A JP5670799A JP2000246462A JP 2000246462 A JP2000246462 A JP 2000246462A JP 11056707 A JP11056707 A JP 11056707A JP 5670799 A JP5670799 A JP 5670799A JP 2000246462 A JP2000246462 A JP 2000246462A
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metallic
pressure
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Kentaro Yano
健太郎 矢野
Noboru Hanai
昇 花井
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Hitachi Metals Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 常温において低い圧延率で同時に三層構造の
積層金属板を連続生産する方法を提供する。 【解決手段】 真空槽内で、第一の金属帯の被接合表面
と第二の金属帯の被接合表面の少なくとも一方の面側
に、蒸着法により第三の金属層を付着形成させた後、前
記第一の金属帯と第二の金属帯とを圧着接合させる積層
金属板の製造方法である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は真空槽内で圧延にて
金属帯同士を圧着することにより、積層金属板を製造す
る方法に関する。
【0002】
【従来の技術】真空槽内で圧延を利用して圧着接合する
ことにより積層金属板を製造する方法としては、特公平
7−55384号に示されるように、常温の真空雰囲気
を用いて被接合金属帯表面をスパッタエッチング処理に
より活性化し、圧延法を用いて低い圧下率での圧着接合
する方法がある。この第一の利点としては、常温での圧
着法を用いるため、圧着接合界面に合金(拡散)層を生
成し難く、合金(拡散)層の形成で積層金属板の特性が
著しく劣化するような極薄板用途の製造方法として好適
となる。また、第二の利点としては、真空雰囲気にて積
層圧着せしめるため、接合面に気体巻き込みによるまた
は金属酸化物に起因する接合欠陥も無くなり、その結
果、積層圧着後の積層金属板の接合強度の高い複合材料
を得ることができるため、加工性の優れた積層金属板を
製造できる点で優れたものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た方法では、同時に接合できる金属帯は二層に限定され
るため、例えば同時に三層構造の積層金属板を製造する
には、第一の金属帯と第二の金属帯とを接合した後、再
度同じ手順で第三の金属帯を接合する必要があり生産性
が悪い。本発明は、工業的に十分実用可能な技術の範囲
で、即ち、常温において低い圧延率で同時に三層構造の
積層金属板を連続生産する方法を提供することを目的と
する。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者は、真空槽内で
行う常温での圧着法の利点を活かしながら、より生産性
を向上すべく、同時に三層構造の積層金属板を得ること
が可能な製造方法について鋭意検討を行った結果、蒸着
法により第三の金属層を形成することで生産性をを大き
く改善できることを見いだし本発明に到達した。
【0005】すなわち本発明は、真空槽内で、第一の金
属帯の被接合表面と第二の金属帯の被接合表面の少なく
とも一方の面側に、蒸着法により第三の金属層を付着形
成させた後、前記第一の金属帯と第二の金属帯とを圧着
させる積層金属板の製造方法である。好ましい蒸着法と
しては、物理蒸着法で行う積層金属板の製造方法であ
る。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明の重要な特徴は、真空槽内
で、二つの金属帯の被接合面に第三の金属を蒸着法を用
いて付着させた後、該金属帯を重合して圧延を用いて圧
着接合を行うことで三層構造の金属帯を連続的に製造す
ることにある。
【0007】以下に本発明を詳しく説明する。先ず、本
発明では真空槽内で蒸着法によって第三の金属を付着形
成後、圧着接合の処理を施す。これは、真空槽内で第三
の金属を蒸着させることにより第三の金属の酸化が防止
され、第一の金属帯、第二の金属帯の一方若しくは両方
に容易に付着形成するからである。この時の、真空槽内
は1×10−1〜1×10−4Torr.の極低圧不活
性ガス雰囲気とするのが良い。
【0008】また本発明では、蒸着法で第三の金属を付
着させるのは第一、第二の金属帯の一方の金属帯のみで
もよいが、両方に付着させた場合はより確実に接合でき
る。また、本発明で用いる第一、第二、第三の夫々の金
属は同種であっても異種であっても良いが、特に望まし
くは第一、第二の金属が同種で、第一と第二の金属に挟
まれる第三の金属が異種金属の構造を有する用途の製造
方法として好適となる。これは、本発明の圧着接合方法
を用いれば、合金(拡散)層を殆ど形成することがない
ため、熱伝導率、電気伝導率等の諸特性のコントロール
が容易となるだけではなく、更には、エッチングでパタ
ーン形成する時のエッチングコントロールが極めて容易
となるためである。具体的な例を挙げると、Cu/ステ
ンレス/Cuの構造を有するヒートスプレッダや、Cu
/Fe−Ni/Cu或いはCu/Ni/Cuの構造を有
するリードフレーム、キュプロNi/パーマロイ/キュ
プロNiの構造を有する磁気ヘッド部品等である。
【0009】また、上記の例として挙げた中で、リード
フレーム用途として、従来のリードフレームの他、CS
PやBGA等に用いることが可能な微細配線用用途にと
って、本発明の製造法は最適となる。すなわち、真空槽
内で、第一の金属帯の被接合表面と第二の金属帯の被接
合表面の少なくとも一方の面側に、蒸着法により第三の
金属層を付着形成させた後、前記第一の金属帯と第二の
金属帯とを圧着させる微細配線形成用積層金属板の製造
方法である。
【0010】また本発明では、蒸着法により第三の金属
を第一、第二の金属帯の一方若しくは両方に付着形成さ
せる。これは第三の金属をなるべく清浄な状態で付着さ
せるためである。また、本発明でいう蒸着法としては、
化学蒸着法や、真空蒸着法、スパッタリング法、イオン
プレーティング法、分子線蒸着法、反応性PVD法等の
物理蒸着法を採用できるが、このうち本発明の第三の金
属の付着形成には、近年の成膜技術の高速化が著しい、
真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング
法の物理蒸着法が好適であり、最も好ましくはスパッタ
リング法を用いることである。
【0011】本発明でスパッタリング法を用いれば、第
三の金属が高融点金属の場合も対応可能であり、また、
第三の金属と第一の金属や第二の金属との境界層に拡散
層が形成されにくいため、第三の金属の選択範囲が広い
という利点がある。以上、詳述したような蒸着法を用い
れば、付着形成される第三の金属層の厚みを均一に制御
し易く、得られた金属層も均質なものとなる。
【0012】また本発明では、上述の蒸着法を用いて第
三の金属層が付着形成された第一、第二の金属帯に圧延
による圧着接合を行い三層積層金属板とするのは、連続
した帯板で製造するのが生産性が良いからである。な
お、上記の三層金属板となる圧着時の圧下率としては1
%以下の低い圧延率で容易に圧着する。これは、真空槽
内の蒸着直後の第三の金属層は、酸素などに汚染されて
いないため、非常に接着し易い状態にあるからである。
【0013】これらの一連の作業は、素材の変質や合金
(拡散)層形成を避けるため、なるべく低い温度で行う
のが良い。例えば第一および第二の金属帯にCuを、第
三の金属にNiを用いる場合、第一の金属帯と第二の金
属帯の温度は300℃以下が好ましい。
【0014】また、本発明では上述した工程を一プロセ
スとして、同一の真空槽内で連続的に行うと更に生産性
の向上が図れる。具体的には、例えば図2に示すように
真空槽(1)内に配置された第一の金属の巻き出しリー
ル(2)と、第二の金属の巻き出しリール(3)から巻
き出された第一の金属帯(4)、第二の金属帯(5)が
蒸着装置(6)と対峙する位置に設けられたガイドロー
ル(7)上を通過する時、第一、第二の金属の被接合表
面に第三の金属が蒸着され、圧延ロール(8)によって
圧着接合が完了し、三層構造の積層金属帯(9)が形成
され、該積層金属帯は巻き取りリール(10)によって
巻き取られることになる。
【0015】
【実施例】以下に本発明を実施例および図面に基づいて
詳細に説明する。図2は上述した通り、本発明の三層積
層金属板製造装置の一例を示す概略図である。図2に示
すように、第一の金属帯(4)として厚み12.5μm
のCu箔を、第二の金属帯(5)として厚み30μmの
Cu箔を夫々巻き出しリールから巻き出し、夫々の接合
表面を蒸着装置(6)に設けられた第三の金属として、
Niのターゲット材と対峙させた。この時、真空槽
(1)内は1×10−43Torr.程度の低圧アルゴ
ンガス雰囲気として、ターゲット材を負電位とし、第三
の金属であるNiをスパッタリング法によって第一、第
二金属の被接合表面に夫々付着形成させた。
【0016】この付着面同士が圧延ロール(8)により
圧着接合され、Cu/Ni/Cuの三層構造の積層金属
帯(9)が形成され、該積層金属板を巻き取りリール
(10)にて巻き取った。なお、上記スパッタされた第
三の金属は第一、第二の金属の被接合表面に付着形成す
るが、マグネットを用いれば、第三の金属の付着量を向
上させることも可能である。
【0017】上述のようにして得られたCu/Ni/C
uの三層構造の積層金属帯(9)の断面形態を光学顕微
鏡で観察を行った。なお、顕微鏡観察時に、合金(拡
散)層の形成の有無の確認のため、断面をエッチングし
て観察した。その結果として、図1(a)に400倍で
の顕微鏡写真を、図1(b)にその模式図を示す。
【0018】断面形態として、第一の金属帯(4)と第
二の金属帯(5)に挟まれて、極めて均一に第三の金属
層(11)が形成されていることが判る。更に、接合界
面近傍にエッチング斑も無いことから、合金(拡散)層
の形成は殆ど無いことが判る。
【0019】
【発明の効果】本発明により、従来は二工程を必要とし
ていた三層構造の金属積層板を一工程で製造できるよう
になり、生産性を飛躍的に改善することができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】三層積層金属板の断面顕微鏡写真とその模式図
である。
【図2】三層積層金属板製造装置の一例を示す概略図で
ある。
【符号の説明】
1.真空槽、2.第一の金属の巻き出しリール、3.第
二の金属の巻き出しリール、4.第一の金属帯、5.第
二の金属帯、6.蒸着装置、7.ガイドロール、8.圧
延ロール、9.積層金属帯、10.巻き取りリール、1
1.第三の金属層

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 真空槽内で、第一の金属帯の被接合表面
    と第二の金属帯の被接合表面の少なくとも一方の面側
    に、蒸着法により第三の金属層を付着形成させた後、前
    記第一の金属帯と第二の金属帯とを圧着接合させること
    を特徴とする積層金属板の製造方法。
  2. 【請求項2】 蒸着法は物理蒸着法であることを特徴と
    する請求項1に記載の積層金属板の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006521224A (ja) * 2003-02-20 2006-09-21 ナムローゼ・フェンノートシャップ・ベーカート・ソシエテ・アノニム 積層構造体の製造方法
CN102139407A (zh) * 2011-03-14 2011-08-03 谢振华 一种微量金属复合工艺

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CN102139407A (zh) * 2011-03-14 2011-08-03 谢振华 一种微量金属复合工艺
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