JPH07164165A - 金属の接合方法 - Google Patents
金属の接合方法Info
- Publication number
- JPH07164165A JPH07164165A JP34344993A JP34344993A JPH07164165A JP H07164165 A JPH07164165 A JP H07164165A JP 34344993 A JP34344993 A JP 34344993A JP 34344993 A JP34344993 A JP 34344993A JP H07164165 A JPH07164165 A JP H07164165A
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- JP
- Japan
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- metals
- joining
- film
- metal
- bonding
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- Withdrawn
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- Welding Or Cutting Using Electron Beams (AREA)
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 多くの種類の金属を大きい接合強度で接合で
きるとともに、拡散接合，ろう付けよりも大幅に接合温
度を低下させることができる。 【構成】 接合する金属Ｆｅ１同士を高真空中に保持し
てそれぞれの接合面にＡｒイオンビームを照射し接合面
表面の汚染層６を除去した後、第１膜として低融点の元
素のＳｎ層２を接合面に成膜し、更に第２膜として酸化
しにくい元素のＡｕ層３をその上に成膜して二重成膜
し、次に大気中で成膜材の融点まで加熱，加圧しＳｎ層
２，Ａｕ層３を押し出され層４として接合界面から押し
出してＦｅ１同士を低温で接合する。
きるとともに、拡散接合，ろう付けよりも大幅に接合温
度を低下させることができる。 【構成】 接合する金属Ｆｅ１同士を高真空中に保持し
てそれぞれの接合面にＡｒイオンビームを照射し接合面
表面の汚染層６を除去した後、第１膜として低融点の元
素のＳｎ層２を接合面に成膜し、更に第２膜として酸化
しにくい元素のＡｕ層３をその上に成膜して二重成膜
し、次に大気中で成膜材の融点まで加熱，加圧しＳｎ層
２，Ａｕ層３を押し出され層４として接合界面から押し
出してＦｅ１同士を低温で接合する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は金属の接合方法に関す
る。
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、金属と金属を接合するにあたって
は、低温でははんだ付け、高温ではろう付け又は拡散接
合により接合している。しかしながら、はんだ付けで接
合する場合には、はんだが母材にぬれる金属しか接合で
きず、接合できる場合でも界面に残存するはんだ層の強
度が小さいために接合強度は小さい。またろう付けの場
合においても、はんだ付けと同様母材にろうがぬれる金
属しか接合できず、接合できる場合でも母材が高温に加
熱されるため、母材が劣化し、異材継手の場合は熱応力
を生ずる。更に拡散接合の場合においては、ろう付けよ
りも一層高温に加熱する必要がありかつ長時間を要する
ため、母材の劣化は更に大きくなり、異材継手の場合に
は大きな熱応力を生ずる。なお母材を密着させるのに大
きな加圧力を必要とするため、母材の変形を生ずる可能
性もある。
は、低温でははんだ付け、高温ではろう付け又は拡散接
合により接合している。しかしながら、はんだ付けで接
合する場合には、はんだが母材にぬれる金属しか接合で
きず、接合できる場合でも界面に残存するはんだ層の強
度が小さいために接合強度は小さい。またろう付けの場
合においても、はんだ付けと同様母材にろうがぬれる金
属しか接合できず、接合できる場合でも母材が高温に加
熱されるため、母材が劣化し、異材継手の場合は熱応力
を生ずる。更に拡散接合の場合においては、ろう付けよ
りも一層高温に加熱する必要がありかつ長時間を要する
ため、母材の劣化は更に大きくなり、異材継手の場合に
は大きな熱応力を生ずる。なお母材を密着させるのに大
きな加圧力を必要とするため、母材の変形を生ずる可能
性もある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
事情に鑑みて提案されたもので、多くの種類の金属を大
きい接合強度で接合できるとともに、拡散接合，ろう付
けよりも大幅に接合温度を低下させることができて母材
の劣化や熱応力発生を防ぐことができる金属の接合方法
を提供することを目的とする。
事情に鑑みて提案されたもので、多くの種類の金属を大
きい接合強度で接合できるとともに、拡散接合，ろう付
けよりも大幅に接合温度を低下させることができて母材
の劣化や熱応力発生を防ぐことができる金属の接合方法
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】そのために本発明は、金
属同士を接合するにあたり、接合する金属同士を高真空
中に保持してそれぞれの接合面に不活性ガスイオンビー
ムを照射し接合面表面の汚染層を除去した後、第１膜と
して低融点の元素を接合面に成膜し、更に第２膜として
酸化しにくい元素をその上に成膜して二重成膜し、次に
大気中で成膜材の融点まで加熱，加圧しその元素を接合
界面から押し出して接合金属を低温で接合することを特
徴とする。
属同士を接合するにあたり、接合する金属同士を高真空
中に保持してそれぞれの接合面に不活性ガスイオンビー
ムを照射し接合面表面の汚染層を除去した後、第１膜と
して低融点の元素を接合面に成膜し、更に第２膜として
酸化しにくい元素をその上に成膜して二重成膜し、次に
大気中で成膜材の融点まで加熱，加圧しその元素を接合
界面から押し出して接合金属を低温で接合することを特
徴とする。
【０００５】
【作用】本発明金属の接合方法においては、金属の接合
面に不活性ガスイオンを照射することにより金属表面を
活性な状態にすることができ、その上に第１膜として接
合金属を固溶又は化合物を形成しない低融点金属を成膜
することにより活性面は保護される。しかし第１膜表面
が酸化しやすいので、その表面に更に金など耐酸化性の
強い金属の第２膜を成膜して成膜部の汚れを最小限にす
る。次に大気中でこれらを第１膜の融点例えば３００℃
まで加熱して溶かし、更にその金属と第２膜金属の共晶
反応によって第２膜を溶かす。そのように成膜部が溶け
た時点で加圧することにより、それらの低融点金属を押
し出し接合金属の活性面同士を密着接合させる。
面に不活性ガスイオンを照射することにより金属表面を
活性な状態にすることができ、その上に第１膜として接
合金属を固溶又は化合物を形成しない低融点金属を成膜
することにより活性面は保護される。しかし第１膜表面
が酸化しやすいので、その表面に更に金など耐酸化性の
強い金属の第２膜を成膜して成膜部の汚れを最小限にす
る。次に大気中でこれらを第１膜の融点例えば３００℃
まで加熱して溶かし、更にその金属と第２膜金属の共晶
反応によって第２膜を溶かす。そのように成膜部が溶け
た時点で加圧することにより、それらの低融点金属を押
し出し接合金属の活性面同士を密着接合させる。
【０００６】
【実施例】本発明金属の接合方法をＦｅ同士の接合に適
用した一実施例を図１工程順の説明面について説明する
と、図１(I) において、接合する金属Ｆｅ１を真空容器
（１×１０-10 Torr）内に設置し、接合表面に１keV の
エネルギーを持ったＡｒイオンビームを照射し、酸化
物，吸着ガスからなる汚染層６を除去し、図１(II)に示
すように、接合表面を活性な状態の清浄面７にした後、
図１(III) ，(IV)に示すように、接合表面にＳｎとＡｕ
をそれぞれ約１μｍ蒸着し、第１膜のＳｎ層２と第２膜
のＡｕ層３を成膜する。
用した一実施例を図１工程順の説明面について説明する
と、図１(I) において、接合する金属Ｆｅ１を真空容器
（１×１０-10 Torr）内に設置し、接合表面に１keV の
エネルギーを持ったＡｒイオンビームを照射し、酸化
物，吸着ガスからなる汚染層６を除去し、図１(II)に示
すように、接合表面を活性な状態の清浄面７にした後、
図１(III) ，(IV)に示すように、接合表面にＳｎとＡｕ
をそれぞれ約１μｍ蒸着し、第１膜のＳｎ層２と第２膜
のＡｕ層３を成膜する。
【０００７】その後Ｆｅ１を真空容器から取り出し、図
１(V) に示すように、Ｓｎ層２とＡｕ層３の成膜された
Ｆｅ１同士を突合わせ、図１（VI) に示すように、加圧
するとともに約２５０℃にヒーター５で加熱する。する
とＳｎ層２，Ａｕ層３は溶融して押し出され層４として
接合面外に押し出され、Ｆｅ１の清浄面７同士が密着し
接合される。なお第１膜としてはＳｎの他にＩｎなども
用いられる。また(V)，(VI)工程はもちろん真空中で行
ってもよい。
１(V) に示すように、Ｓｎ層２とＡｕ層３の成膜された
Ｆｅ１同士を突合わせ、図１（VI) に示すように、加圧
するとともに約２５０℃にヒーター５で加熱する。する
とＳｎ層２，Ａｕ層３は溶融して押し出され層４として
接合面外に押し出され、Ｆｅ１の清浄面７同士が密着し
接合される。なお第１膜としてはＳｎの他にＩｎなども
用いられる。また(V)，(VI)工程はもちろん真空中で行
ってもよい。
【０００８】かくしてこの方法によれば、接合する金属
Ｆｅ１を高真空中でＡｒイオンビーム照射することによ
り活性な表面を露出させた後、その清浄面７をそのＦｅ
１と反応しにくい低融点金属のＳｎ層２で第１膜として
おおうことにより、大気中に取り出してもその活性表面
は保護される。また第１膜が酸化しないよう第２膜とし
てＡｕ層３を成膜することにより、成膜部の酸化は最小
限に抑えられ、その接合材は大気中に取り出しても接合
表面は低融点金属のＳｎ層２によりおおわれているため
酸化又はガスの吸着がない。更に接合面を大気中で加熱
し突合わせて加圧することによって低融点金属のＳｎ層
２は溶解し、接合面から押し出されて接合する金属Ｆｅ
１の活性面同士が接合される。したがって従来の拡散接
合，ろう付けよりも大幅に接合温度を低下させることが
できる。
Ｆｅ１を高真空中でＡｒイオンビーム照射することによ
り活性な表面を露出させた後、その清浄面７をそのＦｅ
１と反応しにくい低融点金属のＳｎ層２で第１膜として
おおうことにより、大気中に取り出してもその活性表面
は保護される。また第１膜が酸化しないよう第２膜とし
てＡｕ層３を成膜することにより、成膜部の酸化は最小
限に抑えられ、その接合材は大気中に取り出しても接合
表面は低融点金属のＳｎ層２によりおおわれているため
酸化又はガスの吸着がない。更に接合面を大気中で加熱
し突合わせて加圧することによって低融点金属のＳｎ層
２は溶解し、接合面から押し出されて接合する金属Ｆｅ
１の活性面同士が接合される。したがって従来の拡散接
合，ろう付けよりも大幅に接合温度を低下させることが
できる。
【０００９】
【発明の効果】要するに本発明によれば、金属同士を接
合するにあたり、接合する金属同士を高真空中に保持し
てそれぞれの接合面に不活性ガスイオンビームを照射し
接合面表面の汚染層を除去した後、第１膜として低融点
の元素を接合面に成膜し、更に第２膜として酸化しにく
い元素をその上に成膜して二重成膜し、次に大気中で成
膜材の融点まで加熱，加圧しその元素を接合界面から押
し出して接合金属を低温で接合することにより、多くの
種類の金属を大きい接合強度で接合できるとともに、拡
散接合，ろう付けよりも大幅に接合温度を低下させるこ
とができて母材の劣化や熱応力発生を防ぐことができる
金属の接合方法を得るから、本発明は産業上極めて有益
なものである。
合するにあたり、接合する金属同士を高真空中に保持し
てそれぞれの接合面に不活性ガスイオンビームを照射し
接合面表面の汚染層を除去した後、第１膜として低融点
の元素を接合面に成膜し、更に第２膜として酸化しにく
い元素をその上に成膜して二重成膜し、次に大気中で成
膜材の融点まで加熱，加圧しその元素を接合界面から押
し出して接合金属を低温で接合することにより、多くの
種類の金属を大きい接合強度で接合できるとともに、拡
散接合，ろう付けよりも大幅に接合温度を低下させるこ
とができて母材の劣化や熱応力発生を防ぐことができる
金属の接合方法を得るから、本発明は産業上極めて有益
なものである。
【図１】本発明金属の接合方法の一実施例を工程順に
(I) 〜(VI)と示す説明図である。
(I) 〜(VI)と示す説明図である。
１ Ｆｅ ２ Ｓｎ層 ３ Ａｕ層 ４ 押し出され層 ５ ヒーター ６ 汚染層 ７ 清浄面
Claims (1)
- 【請求項１】 金属同士を接合するにあたり、接合する
金属同士を高真空中に保持してそれぞれの接合面に不活
性ガスイオンビームを照射し接合面表面の汚染層を除去
した後、第１膜として低融点の元素を接合面に成膜し、
更に第２膜として酸化しにくい元素をその上に成膜して
二重成膜し、次に大気中で成膜材の融点まで加熱，加圧
しその元素を接合界面から押し出して接合金属を低温で
接合することを特徴とする金属の接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34344993A JPH07164165A (ja) | 1993-12-16 | 1993-12-16 | 金属の接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34344993A JPH07164165A (ja) | 1993-12-16 | 1993-12-16 | 金属の接合方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07164165A true JPH07164165A (ja) | 1995-06-27 |
Family
ID=18361606
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34344993A Withdrawn JPH07164165A (ja) | 1993-12-16 | 1993-12-16 | 金属の接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07164165A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0761372A1 (en) * | 1995-08-07 | 1997-03-12 | Applied Materials, Inc. | Preparation and bonding of workpieces to form sputtering targets and other assemblies |
| US7963435B2 (en) | 2008-01-23 | 2011-06-21 | Seiko Epson Corporation | Method of forming bonded body and bonded body |
| US7967185B2 (en) | 2008-01-23 | 2011-06-28 | Seiko Epson Corporation | Method of forming bonded body and bonded body |
| US7980448B2 (en) | 2008-01-23 | 2011-07-19 | Seiko Epson Corporation | Method of forming bonded body and bonded body |
-
1993
- 1993-12-16 JP JP34344993A patent/JPH07164165A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0761372A1 (en) * | 1995-08-07 | 1997-03-12 | Applied Materials, Inc. | Preparation and bonding of workpieces to form sputtering targets and other assemblies |
| US7963435B2 (en) | 2008-01-23 | 2011-06-21 | Seiko Epson Corporation | Method of forming bonded body and bonded body |
| US7967185B2 (en) | 2008-01-23 | 2011-06-28 | Seiko Epson Corporation | Method of forming bonded body and bonded body |
| US7980448B2 (en) | 2008-01-23 | 2011-07-19 | Seiko Epson Corporation | Method of forming bonded body and bonded body |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010306 |