JP2001087872A - 積層金属板の製造方法 - Google Patents
積層金属板の製造方法Info
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- JP2001087872A JP2001087872A JP26860899A JP26860899A JP2001087872A JP 2001087872 A JP2001087872 A JP 2001087872A JP 26860899 A JP26860899 A JP 26860899A JP 26860899 A JP26860899 A JP 26860899A JP 2001087872 A JP2001087872 A JP 2001087872A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 強固に接合した積層金属板を効率的に生産す
る方法を提供する。 【解決手段】 真空槽内で、第一の金属帯４の被接合表
面と第二の金属帯５の被接合表面の少なくとも一方の面
側をイオンエッチングした後、前記第一の金属帯４と第
二の金属帯５とを圧接し、ついで加熱拡散処理を行うこ
とを特徴とする積層金属板の製造方法である。
る方法を提供する。 【解決手段】 真空槽内で、第一の金属帯４の被接合表
面と第二の金属帯５の被接合表面の少なくとも一方の面
側をイオンエッチングした後、前記第一の金属帯４と第
二の金属帯５とを圧接し、ついで加熱拡散処理を行うこ
とを特徴とする積層金属板の製造方法である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は強固に接合した積層
金属板を製造する方法に関する。
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の第一の方法とし
て、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イオンエッチン
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。
ことにより積層金属板を製造する方法の第一の方法とし
て、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イオンエッチン
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】第二の方法として、特開平１−１３３６８
９号に示される加熱圧延法がある。これは、真空もしく
は調整雰囲気中で、重ね合わせた異種金属を室温〜１４
００℃の任意の温度に加熱した後、圧延することにより
積層金属板を製造する方法である。この方法は、溶接工
程が不要であり、高速で強固に接合できるため、生産効
率が良い。また、設備が比較的単純で、設備費が低いな
どの利点がある。
９号に示される加熱圧延法がある。これは、真空もしく
は調整雰囲気中で、重ね合わせた異種金属を室温〜１４
００℃の任意の温度に加熱した後、圧延することにより
積層金属板を製造する方法である。この方法は、溶接工
程が不要であり、高速で強固に接合できるため、生産効
率が良い。また、設備が比較的単純で、設備費が低いな
どの利点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述第
一の方法におけるイオンエッチングは、エッチングの速
度が遅く、かつ強固に接合させるには酸化層厚さ以上の
エッチング量が必要であるため、生産性が悪い。また、
上述第二の方法は接合前に加熱するため、例えば被接合
金属が、厚さ１０μｍの銅箔などでは、素材の軟化、膨
張係数の違いなどにより、しわを生じやすく、コイルで
の製造は困難であり、生産性が悪い。本発明は、強固に
接合した積層金属板を効率的に生産する方法を提供する
ことを目的とする。
一の方法におけるイオンエッチングは、エッチングの速
度が遅く、かつ強固に接合させるには酸化層厚さ以上の
エッチング量が必要であるため、生産性が悪い。また、
上述第二の方法は接合前に加熱するため、例えば被接合
金属が、厚さ１０μｍの銅箔などでは、素材の軟化、膨
張係数の違いなどにより、しわを生じやすく、コイルで
の製造は困難であり、生産性が悪い。本発明は、強固に
接合した積層金属板を効率的に生産する方法を提供する
ことを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者は、真空槽内で
行う圧着法の利点を活かしながら、より生産性を向上す
べく鋭意検討を行った結果、イオンエッチングの後に加
熱することで強固に接合することを見いだし本発明に到
達した。
行う圧着法の利点を活かしながら、より生産性を向上す
べく鋭意検討を行った結果、イオンエッチングの後に加
熱することで強固に接合することを見いだし本発明に到
達した。
【０００６】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
とも一方の面側をイオンエッチングした後、前記第一の
金属帯と第二の金属帯とを圧接し、ついで加熱拡散処理
を行うことを特徴とする積層金属板の製造方法である。
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
とも一方の面側をイオンエッチングした後、前記第一の
金属帯と第二の金属帯とを圧接し、ついで加熱拡散処理
を行うことを特徴とする積層金属板の製造方法である。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明の重要な特徴は、イオンエ
ッチングにより接合した金属板を加熱拡散処理すること
にある。
ッチングにより接合した金属板を加熱拡散処理すること
にある。
【０００８】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イオンガンやＲＦプラズマなどを用
いてイオンエッチングし被接合金属表面の清浄を行な
う。この時の真空槽内は１×１０１Ｐａ〜１０−３Ｐａ
とするのが良い。そして金属帯を圧接させ、積層金属板
を加熱する。この加熱は上述の真空槽内で行ってもよい
し、別の加熱炉を用いてもよい。
発明では真空槽内でイオンガンやＲＦプラズマなどを用
いてイオンエッチングし被接合金属表面の清浄を行な
う。この時の真空槽内は１×１０１Ｐａ〜１０−３Ｐａ
とするのが良い。そして金属帯を圧接させ、積層金属板
を加熱する。この加熱は上述の真空槽内で行ってもよい
し、別の加熱炉を用いてもよい。
【０００９】上述の方法で第一、第二の金属帯を圧延に
より圧接するのは、連続した帯板で製造するのが生産性
が良いからであり、圧延以外にも巻き取りロールのよう
なものを用いて、張力により圧接させることも可能であ
る。
より圧接するのは、連続した帯板で製造するのが生産性
が良いからであり、圧延以外にも巻き取りロールのよう
なものを用いて、張力により圧接させることも可能であ
る。
【００１０】また、圧着後の加熱温度は、素材の膨張や
軟化によるハンドリング性の悪化を避けるため、なるべ
く低い温度で行うのが好ましいが、圧着後、素材厚さが
厚くなった状態で加熱するため、比較的高い温度に加熱
することが可能である。例えば第一の金属帯にＮｉ、第
二の金属帯にＣｕを用いる場合、１５０℃以上、８００
℃程度、好ましくは２００℃〜４００℃にすることがで
きる。加熱は搬送中の帯材に対して連続的に行なうこと
が好ましいが、昇温速度が十分でない場合は、巻き取り
後のコイルに対して加熱してもよい。搬送中の帯材を加
熱する手段としては、搬送経路上に加熱装置を取り付け
てもよいが、圧接に用いる圧延ロールを昇温してもよ
い。
軟化によるハンドリング性の悪化を避けるため、なるべ
く低い温度で行うのが好ましいが、圧着後、素材厚さが
厚くなった状態で加熱するため、比較的高い温度に加熱
することが可能である。例えば第一の金属帯にＮｉ、第
二の金属帯にＣｕを用いる場合、１５０℃以上、８００
℃程度、好ましくは２００℃〜４００℃にすることがで
きる。加熱は搬送中の帯材に対して連続的に行なうこと
が好ましいが、昇温速度が十分でない場合は、巻き取り
後のコイルに対して加熱してもよい。搬送中の帯材を加
熱する手段としては、搬送経路上に加熱装置を取り付け
てもよいが、圧接に用いる圧延ロールを昇温してもよ
い。
【００１１】このように、本発明は低荷重で圧接させ、
加熱するため、比較的厚さの薄い積層金属箔の製造に適
している。具体的な例をあげると、銅／インバー合金の
二層構造リードフレーム材やＣＳＰ、ＢＧＡの微細配線
用途材料である銅とニッケルめっきした銅とを接合した
銅／ニッケル／銅の三層構造材料などである。
加熱するため、比較的厚さの薄い積層金属箔の製造に適
している。具体的な例をあげると、銅／インバー合金の
二層構造リードフレーム材やＣＳＰ、ＢＧＡの微細配線
用途材料である銅とニッケルめっきした銅とを接合した
銅／ニッケル／銅の三層構造材料などである。
【００１２】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
イオンエッチング装置（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
属の被接合表面が清浄化され、圧延ロール（８）によっ
て圧着接合が完了し、二層構造の積層金属帯（９）が形
成され、該積層金属帯は加熱装置（１２）により加熱さ
れた後、巻き取りリール（１０）によって巻き取られる
ことになる。
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
イオンエッチング装置（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
属の被接合表面が清浄化され、圧延ロール（８）によっ
て圧着接合が完了し、二層構造の積層金属帯（９）が形
成され、該積層金属帯は加熱装置（１２）により加熱さ
れた後、巻き取りリール（１０）によって巻き取られる
ことになる。
【００１３】
【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１５μｍのＣｕ箔
を、第二の金属帯（５）として被接合面にＮｉめっきを
施した厚さ３５μｍのＣｕ箔を夫々巻き出しリールから
巻き出し、夫々の接合表面をイオンエッチング装置
（６）と対峙させた。この時、真空槽（１）内は１×１
０−１Ｐａ程度の低圧アルゴンガス雰囲気とした。この
付着面同士が圧延ロール（８）により圧接され、Ｃｕ／
Ｎｉ／Ｃｕの三層構造の積層金属帯（９）が形成され、
該積層金属板を加熱装置（１２）により加熱し、巻き取
りリール（１０）にて巻き取った。
詳細に説明する。図２は上述した通り、本発明の積層金
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１５μｍのＣｕ箔
を、第二の金属帯（５）として被接合面にＮｉめっきを
施した厚さ３５μｍのＣｕ箔を夫々巻き出しリールから
巻き出し、夫々の接合表面をイオンエッチング装置
（６）と対峙させた。この時、真空槽（１）内は１×１
０−１Ｐａ程度の低圧アルゴンガス雰囲気とした。この
付着面同士が圧延ロール（８）により圧接され、Ｃｕ／
Ｎｉ／Ｃｕの三層構造の積層金属帯（９）が形成され、
該積層金属板を加熱装置（１２）により加熱し、巻き取
りリール（１０）にて巻き取った。
【００１４】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。その結果として、図１（ａ）に４０
０倍での顕微鏡写真を、図１（ｂ）にその模式図を示
す。
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。その結果として、図１（ａ）に４０
０倍での顕微鏡写真を、図１（ｂ）にその模式図を示
す。
【００１５】断面形態として、第一の金属帯（４）と第
二の金属帯（５）とに挟まれた第三の金属層（１１）と
なるＮｉ層も破壊、過度の拡散などを生じておらず、良
好に形成されていることがわかる。この積層金属板をイ
オンエッチングと圧延で製造する場合、イオンエッチン
グ量が１００ｎｍ程度必要であり、生産速度は１ｍ／ｍ
ｉｎ程度となるが、ここでは、表面の清浄化に必要な程
度しかエッチングしていないため、生産速度は１０ｍ／
ｍｉｎ以上である。このため、接合状態は、圧延直後の
状態では手で引き剥がし可能であったが、３００℃に加
熱することで、母材破断するようになった。
二の金属帯（５）とに挟まれた第三の金属層（１１）と
なるＮｉ層も破壊、過度の拡散などを生じておらず、良
好に形成されていることがわかる。この積層金属板をイ
オンエッチングと圧延で製造する場合、イオンエッチン
グ量が１００ｎｍ程度必要であり、生産速度は１ｍ／ｍ
ｉｎ程度となるが、ここでは、表面の清浄化に必要な程
度しかエッチングしていないため、生産速度は１０ｍ／
ｍｉｎ以上である。このため、接合状態は、圧延直後の
状態では手で引き剥がし可能であったが、３００℃に加
熱することで、母材破断するようになった。
【００１６】
【発明の効果】本発明により、従来はイオンエッチング
に時間を必要としていた積層構造の金属積層板を短時間
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。
に時間を必要としていた積層構造の金属積層板を短時間
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１】積層金属板の断面顕微鏡写真とその模式図であ
る。
る。
【図２】積層金属板製造装置の一例を示す概略図であ
る。
る。
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．イオンエッチング装置、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、１１．第三の金属層、１２．加熱装置
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．イオンエッチング装置、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、１１．第三の金属層、１２．加熱装置
Claims (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を
イオンエッチングした後、前記第一の金属帯と第二の金
属帯とを圧接し、ついで加熱拡散処理を行うことを特徴
とする積層金属板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26860899A JP2001087872A (ja) | 1999-09-22 | 1999-09-22 | 積層金属板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26860899A JP2001087872A (ja) | 1999-09-22 | 1999-09-22 | 積層金属板の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001087872A true JP2001087872A (ja) | 2001-04-03 |
Family
ID=17460913
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26860899A Pending JP2001087872A (ja) | 1999-09-22 | 1999-09-22 | 積層金属板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001087872A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004176128A (ja) * | 2002-11-27 | 2004-06-24 | Toyo Kohan Co Ltd | 保護層接合体の製造方法および保護層接合体を用いた部品の製造方法 |
| US7845548B2 (en) | 2005-09-01 | 2010-12-07 | Ho-Sup Kim | Lamination method |
-
1999
- 1999-09-22 JP JP26860899A patent/JP2001087872A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004176128A (ja) * | 2002-11-27 | 2004-06-24 | Toyo Kohan Co Ltd | 保護層接合体の製造方法および保護層接合体を用いた部品の製造方法 |
| US7845548B2 (en) | 2005-09-01 | 2010-12-07 | Ho-Sup Kim | Lamination method |
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