JP2009000713A - Diffusion bonding article and its manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、多数枚のシート状の部材を積層して拡散接合する拡散接合品及びその製造方法に関する。特には、エッチングによりパターンが形成された多数枚のシート状部材が、正しい順序・表裏・角度で積層されているかを簡単かつ正確に判断できるよう工夫した拡散接合品及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a diffusion bonded product in which a large number of sheet-like members are stacked and diffusion bonded, and a method for manufacturing the diffusion bonded product. In particular, the present invention relates to a diffusion bonded product devised so that it can be easily and accurately determined whether a large number of sheet-like members having patterns formed by etching are laminated in the correct order, front, back, and angle, and a method for manufacturing the diffusion bonded product.
エッチングによりパターンを形成した多数枚のシート状部材を積層して拡散接合することにより、様々な精密部品を作製することができる。パターンの形状や配置によっては、内部に流路や中空部を設けたり、微細な孔や凹部を精度よく作製できる。このような拡散接合品としては、熱交換器関連部品や、インクジェット用ノズル、燃料電池関連部品などが挙げられる。 Various precision parts can be manufactured by laminating and bonding a large number of sheet-like members having patterns formed by etching. Depending on the shape and arrangement of the pattern, it is possible to provide a flow path and a hollow portion inside, or to produce a fine hole and a concave portion with high accuracy. Examples of such diffusion bonding products include heat exchanger related parts, inkjet nozzles, fuel cell related parts, and the like.
このような拡散接合品においては、その多くが外形寸法が等しいシート状部材を多数枚積層するため、シート状部材が正しい順序・表裏・角度で積層されないおそれがある。なお、積層したときにシート状部材が水平方向にずれているような場合は、外形で判断でき、接合前に正しく積層し直すことができる。また、最表面のシート状部材と最裏面のシート状部材に関しては、目視で判断できる。しかし、特に、内部に流路や中空部が設けられた製品においては、最表面と最裏面の間のシート状部材の位置を外観から判断できないので、積層後に拡散接合した製品を切断して確認したり、X線検査や非破壊検査などで検査していた。しかし、このような検査方法は手間やコストがかかる。さらに、切断する場合は、その他のものについての信頼性が得られない。また、拡散接合後に不良が発見された場合は、その製品は廃棄せざるを得ず、材料費や拡散接合に要したコストが無駄になってしまう。 In such a diffusion bonded product, many of the sheet-like members having the same outer dimensions are laminated, so that the sheet-like members may not be laminated in the correct order, front, back, and angle. In addition, when the sheet-like member is displaced in the horizontal direction when laminated, it can be determined by the outer shape, and can be correctly laminated before joining. Further, the outermost sheet-like member and the outermost sheet-like member can be visually determined. However, especially in products with a flow path or hollow part inside, the position of the sheet-like member between the outermost surface and the outermost surface cannot be judged from the appearance, so cut and confirm the product diffusion bonded after lamination Or X-ray inspection or non-destructive inspection. However, such an inspection method takes time and cost. Furthermore, when cutting, the reliability of other things cannot be obtained. In addition, if a defect is found after diffusion bonding, the product must be discarded, and material costs and costs required for diffusion bonding are wasted.
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであって、エッチングによりパターンが形成された多数枚のシート状部材が、正しい順序・表裏・角度で積層されているかを簡単かつ正確に確認できるよう工夫した拡散接合品及びその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and it is possible to easily and accurately confirm whether a large number of sheet-like members having patterns formed by etching are laminated in the correct order, front, back, and angle. An object of the present invention is to provide a diffusion bonded product devised as described above and a method for manufacturing the same.
本発明の拡散接合品の製造方法は、 複数のシート状素材にエッチングによりパターンを形成し、パターン形成後の複数のシート状部材を積層して拡散接合する拡散接合品の製造方法であって、 エッチング工程において、前記シート状部材の外縁部に、該シート状部材の積層方向における順序・表裏・角度を示す切り欠きを設けておき、 該切り欠きの位置を検査することによって、前記シート状部材の積層順序・表裏・角度が正しいかどうかを確認することを特徴とする。 The method for manufacturing a diffusion bonded product of the present invention is a method for manufacturing a diffusion bonded product in which a pattern is formed by etching on a plurality of sheet-shaped materials, and a plurality of sheet-shaped members after pattern formation are laminated and diffusion bonded. In the etching step, the sheet-like member is provided with notches indicating the order, front, back, and angle in the stacking direction of the sheet-like member in the outer edge portion of the sheet-like member, and the position of the notch is inspected. It is characterized by confirming whether or not the stacking order, front / back, and angle are correct.
ここで、「シート状部材」とは、狭義では、積層・接合後に製品となる部分を意味する。ただし、広義では製品となる部分の外側の積層後に切り捨てられるフレームの部分も含む意味である。検査用の切り欠きは、シート状部材又はフレーム、あるいはその両者に設けることができる。 Here, in a narrow sense, the “sheet-like member” means a part that becomes a product after lamination and joining. However, in a broad sense, it also includes a frame portion that is cut off after stacking outside a product portion. The cutout for inspection can be provided on the sheet-like member and / or the frame.
本発明によれば、積層シートの側面に切り欠きが存在するので、積層後に切り欠きの位置を観察できる。切り欠きの位置は、シート状部材の積層方向における順序(位置)・表裏・角度を示しているので、切り欠きの位置が正しいかどうかを検査することにより、積層後にシート状部材の積層順序・表裏・角度が正しいかどうかを判定できる。この切り欠きは、シート状部材にパターンを形成するためのエッチング時に同時に形成するので、フォトマスクに切り欠き部のパターンを設けておくだけですみ、切り欠きを形成するための別工程が不要となる。なお、シート状部材の外縁部はパターンに干渉しない部分であり、積層後にこの切り欠きを処理する必要はない。 According to the present invention, since the cutout exists on the side surface of the laminated sheet, the position of the cutout can be observed after the lamination. The position of the notch indicates the order (position), front, back, and angle in the stacking direction of the sheet-like member. By checking whether the position of the notch is correct, the stacking order of the sheet-like member after stacking You can judge whether the front / back / angle is correct. Since this notch is formed at the same time as etching to form a pattern on a sheet-like member, it is only necessary to provide a notch pattern on the photomask, and there is no need for a separate process for forming the notch. Become. In addition, the outer edge part of a sheet-like member is a part which does not interfere with a pattern, and it is not necessary to process this notch after lamination | stacking.
本発明においては、 前記切り欠きが、ハーフエッチングにより形成された、非貫通の凹部であることとすれば、最終製品が円形や正方形などの点対称のものであっても、シート状部材の順序・角度・表裏の向きを判断できる。 In the present invention, if the notch is a non-penetrating recess formed by half-etching, even if the final product is point-symmetric such as a circle or a square, the order of the sheet-like members・ The angle and front / back orientation can be judged.
本発明においては、 積層後に前記切り欠きによって形成される溝に係合するカギを備え、 該カギが前記溝に係合するか否かによって前記シート状部材の積層順序・表裏・角度を検査することがさらに好ましい。
この場合、カギを溝に係合させるという簡単な作業で検査できる。なお、溝を拡大投影させて、所定の形状と比較したり、画像処理などにより比較することもできる。
In the present invention, a key that engages with a groove formed by the notch after stacking is provided, and the stacking order, front, back, and angle of the sheet-like member are inspected based on whether the key engages with the groove. More preferably.
In this case, the inspection can be performed by a simple operation of engaging the key with the groove. The grooves can be enlarged and projected and compared with a predetermined shape, or can be compared by image processing or the like.
なお、 本発明においては、 前記切り欠きは、前記シート状部材の種類毎に位置及び/又は幅が異なることが好ましい。
この場合、パターンを形成するためのエッチング時に同時に切り欠きを形成することができ、パターンの種類ごとに一つのフォトマスクを使用できる。
In addition, in this invention, it is preferable that the said notch differs in a position and / or a width | variety for every kind of said sheet-like member.
In this case, a notch can be formed simultaneously with etching for forming a pattern, and one photomask can be used for each type of pattern.
また、 本発明においては、 前記切り欠きは、積層方向において一定の規則で形成されていることが好ましい。
例えば、切り欠きの位置を積層方向において斜めにしたり、上から順に幅を広くするなど、一定の規則で形成すれば、順序の確認をしやすい。
Moreover, in this invention, it is preferable that the said notch is formed by the fixed rule in the lamination direction.
For example, it is easy to confirm the order if the notch is formed in a certain rule such that the position of the notch is inclined in the stacking direction or the width is increased in order from the top.
本発明の拡散接合品は、 エッチングによりパターンが形成された複数のシート状部材を積層して拡散接合する拡散接合品であって、 前記シート状部材の外縁部に、該シート状部材の積層方向における順序・表裏・角度を示す切り欠きが設けられており、 該切り欠きが、前記パターンを形成するためのハーフエッチング工程で形成されたものであることを特徴とする。 The diffusion bonded product of the present invention is a diffusion bonded product in which a plurality of sheet-like members having patterns formed by etching are laminated and diffusion-bonded, and the stacking direction of the sheet-like members is arranged on the outer edge of the sheet-like member. Cutouts indicating the order, front, back, and angle are provided, and the cutouts are formed in a half-etching step for forming the pattern.
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、シート状部材の積層品の側面に切り欠きが存在するので、積層後に切り欠きの位置を観察できる。切り欠きの位置は、シート状部材の積層方向における順序・表裏・角度を示しているので、切り欠きの位置が正しいかどうかを検査することにより、積層後にシート状部材の積層順序・表裏・角度が正しいかどうかを判断できる。 As is clear from the above description, according to the present invention, since the notch is present on the side surface of the laminated product of the sheet-like member, the position of the notch can be observed after the lamination. The position of the notch indicates the order, front, back, and angle in the stacking direction of the sheet-like member. By checking whether the position of the notch is correct, the stacking order, front, back, and angle of the sheet-like member after stacking Can determine if is correct.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る拡散接合品を説明する図であり、図1(A)はシート状部材の平面図、図1(B)は拡散接合品の側面図である。
この例では、図1(A)に示すシート状部材10を積層して拡散接合した拡散接合品1(図1(B)参照)を説明する。シート状部材10は同じ外形寸法であり、金属(例えば、SUS、ニッケル合金、銅合金など)で作製され、厚さは、例えば0.05〜1.0mmである。拡散接合品1は、このようなシート状部材10を複数枚(例えば、3〜100枚)積層して拡散接合したものである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a view for explaining a diffusion bonded product according to a first embodiment of the present invention, FIG. 1 (A) is a plan view of a sheet-like member, and FIG. 1 (B) is a side view of the diffusion bonded product. It is.
In this example, a diffusion bonded product 1 (see FIG. 1B) in which the sheet-
シート状部材10は、シート状素材にエッチングによりパターンを設けたものである。図1(A)に示すように、シート状部材10−1と10−2は、同じ種類であり、同じパターン11−1、11−2が形成されている。シート状部材10−3は、シート状部材10−1、10−2とは異なるパターン11−3が形成されている。また、同様に、シート状部材10−nは、上述のシート状部材10−1、10−2、10−3とは異なるパターン11−nが形成されている。この例では、図1(A)の一番上に示すシート状部材10−1を最上、一番下に示すシート状部材10−nを最下として、順に積層するものとする。
The sheet-
同じ種類(パターン)のシート状部材10−1、10−2の外縁には、同じ位置に切り欠き12−1、12−2が形成されている。また、別の種類のシート状部材10−3の外縁にも、切り欠き12−3が形成されている。この切り欠き12−3の位置はシート状部材10−1、10−2の位置と異なり、シート状部材10−1、10−2の切り欠き12−1、12−2の位置から、切り欠きの幅の分だけ左方向にずれた位置に形成されている。さらに最裏面のシート状部材10−nの外縁にも、切り欠き12−nが形成されている。この切り欠き12−nの位置は、シート状部材10−3の切り欠き12−3の位置よりもさらに左方向にずれた位置に形成されている。この例では、切り欠き12は全て同じ幅と奥行きの矩形である。なお、シート状部材の種類ごとに切り欠き12の幅が異なっていても良い。
Cutouts 12-1 and 12-2 are formed at the same position on the outer edges of the same type (pattern) of sheet-like members 10-1 and 10-2. Moreover, the notch 12-3 is formed also in the outer edge of another kind of sheet-like member 10-3. The positions of the notches 12-3 are different from the positions of the sheet-like members 10-1 and 10-2, and the positions of the notches 12-1 and 12-2 of the sheet-like members 10-1 and 10-2 are notched. It is formed at a position shifted to the left by the width of. Further, a notch 12-n is also formed at the outer edge of the sheet-like member 10-n on the backmost surface. The position of the notch 12-n is formed at a position further shifted to the left than the position of the notch 12-3 of the sheet-like member 10-3. In this example, the
切り欠き12は、パターン形成時のハーフエッチング(この例では表面からのハーフエッチング)により形成されている。つまり、パターン11が形成されたフォトマスクに切り欠きのパターン12も設けておけばよい。これにより、パターンの種類ごとに同じフォトマスクを使用することができる。
The
このようなシート状部材を積層して拡散接合した製品1においては、図1(B)に示すように、製品1の側面に切り欠き12が現れ、これらの切り欠き12による凹部13(溝、図のハッチングで示す)が形成される。この凹部13の形状を、予め正しい順序・角度・表裏で積層された製品の凹部の形状と比較することにより、切り欠き12の位置が正しいかどうかが判断できる。つまり、凹部13の形状が異なっていれば、切り欠き12の位置が正しくないこととなり、正しい積層順序・角度・表裏でないと判断できる。この例では、切り欠き12の位置が、上から順に左方向にずれるように形成されている。そこで、切り欠き12の位置がこの規則に当てはまらない場合は、積層順序が間違っていると判断できる。また、切り欠き12はハーフエッチングで作製されているので、側面において切り欠き12はシート状部材10の表面側に現れる。そして、側面の凹部13は、切り欠き12が積層方向に交互に並んだものとなる。そこで、例えば、切り欠き12が連続していた場合は、その箇所でシート状部材10の表裏が間違っていると判断できる。
In the
図2は、本発明の第2の実施の形態に係る拡散接合品を示す側面図である。
この例の拡散接合品1´は、図1と同様に、シート部材10A、10B、10Cの種類ごとに同じ位置に、ハーフエッチングにより切り欠き12A、12B、12Cを設けたものである。ただし、この例では、同じ種類のシート状部材が積層方向においてランダムに繰り返して使用されている。この場合は、切り欠き12の位置がシート状部材10の種類ごとに同じであれば、正しい順序で積層されていると判断できる。また、側面において切り欠き12が交互に現れていれば正しい表裏で積層されていると判断できる。
FIG. 2 is a side view showing a diffusion bonded product according to the second embodiment of the present invention.
As in FIG. 1, the diffusion bonded
図3は、拡散接合品の側面に現れる切り欠きで構成される凹部の形態の他の例を示す側面図である。
この例では、図1、2の例と異なり、切り欠き12がハーフエッチングでなく、貫通エッチングで形成されている。
図3(A)は、種類Aのシート状部材10Aを2枚、種類Bのシート状部材10Bを1枚、種類Cのシート状部材10Cを3枚、種類Dのシート状部材10Dを1枚、種類Eのシート状部材10Eを2枚、種類Fのシート状部材10Fを1枚、上から順に積層したものである。この例では、シート状部材の種類ごとに同じ位置に切り欠きが形成されており、切り欠き12の位置は、種類Aから種類Fに向って、切り欠き12の幅の分だけ右方向にずれている。このため、製品において、凹部13が上から連続して右下がりに形成されていれば正しい積層順序であると判断できる。
FIG. 3 is a side view showing another example of the shape of the recess formed by the notches appearing on the side surface of the diffusion bonded product.
In this example, unlike the example of FIGS. 1 and 2, the
FIG. 3A shows two
図3(B)は、種類の異なるシート状部材(種類A〜種類J)10A〜10Jを上から順に積層したものであり、各シート状部材10の切り欠き12A〜12Jは上から(種類Aのシート状部材から)順に幅が広くなっているが、各切り欠き12の左端の位置が同じとなっている。この拡散接合品においても、切り欠きの幅が上から順に広がっており、凹部13の形状が略直角三角形状となっていれば正しい積層順序であると判断できる。
FIG. 3B is a diagram in which different types of sheet-like members (type A to type J) 10A to 10J are laminated in order from above, and the
なお、これらの例では、図3(A)のように、切り欠き12の位置をシート状部材10の幅方向中央部分を避けて設けたり、図3(B)のように、切り欠き12の幅方向中心をシート状部材10の幅方向中心と異ならせて、切り欠き12の左側のシート状部材の側部の幅と、右側の側部の幅とを明らかに異ならせることが好ましい。これにより、シート状部材10の表裏が正しいかどうかを判断できる。
In these examples, as shown in FIG. 3A, the position of the
図4は、本発明の第3の実施の形態に係る拡散接合品を説明する図であり、図4(A)はシート状部材の平面図、図4(B)は拡散接合品の側面図である。
一般に、製品となるシート状部材10は、枠状のフレーム15にブリッジ16により支持されている。そして、シート状部材10をフレーム15ごと積層して拡散接合した後、ブリッジ16で接合品からフレーム15を切り離している。そこで、この例は、フレーム15の外縁に、図1と同様に、表面からのハーフエッチングにより切り欠き17を形成したものである。
4A and 4B are diagrams for explaining a diffusion bonded product according to the third embodiment of the present invention. FIG. 4A is a plan view of a sheet-like member, and FIG. 4B is a side view of the diffusion bonded product. It is.
In general, a sheet-
つまり、同じ種類(パターン)のシート状部材10−1、10−2のフレーム15−1、15−2の外縁に、切り欠き17−1、17−2が形成されている。また、別の種類のシート状部材10−3のフレーム15−3の外縁にも、切り欠き17−3が形成されている。最裏面のシート状部材10−nのフレーム15−nの外縁にも、切り欠き17−nが形成されている。これらの切り欠き17の位置は、図1と同様に、上から順に左方向にずれている。
That is, the notches 17-1 and 17-2 are formed on the outer edges of the frames 15-1 and 15-2 of the sheet members 10-1 and 10-2 of the same type (pattern). Further, a notch 17-3 is also formed on the outer edge of the frame 15-3 of another type of sheet-like member 10-3. A notch 17-n is also formed on the outer edge of the frame 15-n of the sheet-like member 10-n on the rearmost surface. The positions of these
このようなシート状部材10を積層して拡散接合した製品においては、図4(B)に示すように、フレーム15の側面に切り欠き17による凹部(溝)18が形成される。この凹部18の形状を、予め正しい順序・表裏・角度で積層された製品の凹部の形状と比較することにより、切り欠きの位置が正しいかどうかが判断できる。つまり、凹部の形状が異なっていれば、切り欠きの位置が正しくないこととなり、正しい積層順序・表裏・角度でないと判断できる。
In a product in which such sheet-
この例においては、フレーム15は積層後に製品1から切り離されるため、製品自体に切り欠きによる凹部18は残らない。このため、製品1の側面に凹部があると支障がでるような場合に適している。
In this example, since the
図5は、本発明の第4の実施の形態に係る拡散接合品を説明するための図である。
この例では、図1と同様に、切り欠き12を設けたシート状部材10を正しい積層順序で作製した拡散接合品1の側面に形成された凹部13に係合するカギ20を予め用意しておく。カギ20は、例えば、プレート21の凹部13と対向する面の、各切り欠き12−1〜3に対向する位置に、同切り欠きと同じ形状の突部22−1〜3を形成したものとすることができる。そして、積層されたシート状部材10の側面にプレート20を当てて、プレート20の突部22−1〜3が、積層されたシート状部材10の側面の切り欠き12−1〜3(凹部13)に係合し、プレート21の面と積層されたシート状部材10の側面とが当接すれば、正しい順序・表裏・角度で積層されていると判断できる。
FIG. 5 is a view for explaining a diffusion bonded product according to the fourth embodiment of the present invention.
In this example, as in FIG. 1, a key 20 is prepared in advance so as to engage the
一般に、エッチングは、シート状素材の表面と裏面から行われる。そして、表面側からのシート状素材の厚さ方向中心までのエッチング部と、裏面からのシート状素材の厚さ方向中心までのエッチング部とがつながって貫通部が形成される。この際、両エッチング部の境(シート状素材の厚さ方向中心)に微細な突起(バリ)のようなものが形成される。このため、例えば、積層枚数をカウントするためにエッチング側面を目視で観察する際、この突起がシート状素材(シート状部材)間の境界線に見えて、カウント数を間違えるおそれがある。しかし、ハーフエッチングで切り欠きを形成すれば、上述のように切り欠きが交互に現れるので、このようなカウントミスを少なくできる。さらには、図5に示すようなカギを備えることにより、多数枚の積層品の積層順序・表裏・角度を間違いなく判断することができる。 In general, etching is performed from the front and back surfaces of a sheet-like material. And the etching part to the thickness direction center of the sheet-like material from the front surface side and the etching part to the thickness direction center of the sheet-like material from the back surface are connected to form a penetration part. At this time, a fine projection (burr) is formed at the boundary between the two etched portions (the center in the thickness direction of the sheet-like material). For this reason, for example, when the etching side surface is visually observed in order to count the number of stacked layers, this protrusion may appear as a boundary line between the sheet-like materials (sheet-like members), and the count number may be wrong. However, if notches are formed by half-etching, the notches appear alternately as described above, so that such counting errors can be reduced. Furthermore, by providing a key as shown in FIG. 5, it is possible to definitely determine the stacking order, front / back, and angle of a large number of stacked products.
1 拡散接合品 10 シート状部材
11 パターン 12、17 切り欠き
13、18 凹部 15 フレーム
16 ブリッジ 20 カギ
21 プレート 22 突部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
エッチング工程において、前記シート状部材の外縁部に、該シート状部材の積層方向における順序・角度・表裏を示す切り欠きを設けておき、
該切り欠きの位置を検査することによって、前記シート状部材の積層順序・角度・表裏が正しいかどうかを確認することを特徴とする拡散接合品の製造方法。 A method of manufacturing a diffusion bonded product in which a pattern is formed by etching on a plurality of sheet-shaped materials, and a plurality of sheet-shaped members after pattern formation are laminated and diffusion-bonded,
In the etching step, the outer edge portion of the sheet-like member is provided with notches indicating the order, angle, front and back in the stacking direction of the sheet-like member,
A method of manufacturing a diffusion bonded product, wherein the position of the notch is inspected to confirm whether the stacking order, angle, and front / back of the sheet-like member are correct.
該カギが前記溝に係合するか否かによって前記シート状部材の積層順序・表裏・角度を検査することを特徴とする請求項1又は2記載の拡散接合品の製造方法。 A key that engages with a groove formed by the notch after lamination,
The method for manufacturing a diffusion bonded article according to claim 1 or 2, wherein the stacking order, front / back, and angle of the sheet-like member are inspected depending on whether or not the key engages with the groove.
前記シート状部材の外縁部に、該シート状部材の積層方向における順序・表裏・角度を示す切り欠きが設けられており、
該切り欠きが、前記パターンを形成するためのハーフエッチング工程で形成されたものであることを特徴とする拡散接合品。 A diffusion bonded product in which a plurality of sheet-like members having a pattern formed by etching are laminated and diffusion bonded,
The outer edge portion of the sheet-like member is provided with notches that indicate the order, front and back, and angle in the stacking direction of the sheet-like member,
A diffusion bonded product, wherein the notch is formed by a half-etching process for forming the pattern.
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