JPH0910963A - 常温接合方法 - Google Patents
常温接合方法Info
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- JPH0910963A JPH0910963A JP16060695A JP16060695A JPH0910963A JP H0910963 A JPH0910963 A JP H0910963A JP 16060695 A JP16060695 A JP 16060695A JP 16060695 A JP16060695 A JP 16060695A JP H0910963 A JPH0910963 A JP H0910963A
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Landscapes
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Welding Or Cutting Using Electron Beams (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 高強度材の常温接合方法に関する。
【構成】 高強度材を接合するにあたり、接合面に軟質
材（Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ又はＣｕ）をコーティングした
後、そのコーティング面に真空中でイオンビームを照射
し、そのまま真空状態で加熱することなく接合面に垂直
な方向に加圧して高強度材を常温で接合する方法。
材（Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ又はＣｕ）をコーティングした
後、そのコーティング面に真空中でイオンビームを照射
し、そのまま真空状態で加熱することなく接合面に垂直
な方向に加圧して高強度材を常温で接合する方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は高強度材の常温接合方法
に関し、特に温度を上げずに接合することが要求される
サーベイランス試験片に有利に適用できる同方法に関す
る。
に関し、特に温度を上げずに接合することが要求される
サーベイランス試験片に有利に適用できる同方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】アーク溶接、レーザ溶接、電子ビーム溶
接などの溶融溶接は接合部を溶融させるので、接合材の
温度が融点まで上がり、通常の拡散接合では絶対温度で
融点の１／２程度まで材料を加熱するのでこれまた接合
材の温度が上がる。
接などの溶融溶接は接合部を溶融させるので、接合材の
温度が融点まで上がり、通常の拡散接合では絶対温度で
融点の１／２程度まで材料を加熱するのでこれまた接合
材の温度が上がる。
【０００３】溶融溶接、拡散接合のように温度を上げる
と、材料が軟化する、析出物が生成して材料が脆く
なる、という欠点があった。一方、ろう付、はんだ付は
加熱温度は低いものの、接合材の接合強度が劣るという
欠点があった。本発明は上記技術水準に鑑み、従来法に
おけるような欠点のない高強度材の常温接合方法を提供
しようとするものである。
と、材料が軟化する、析出物が生成して材料が脆く
なる、という欠点があった。一方、ろう付、はんだ付は
加熱温度は低いものの、接合材の接合強度が劣るという
欠点があった。本発明は上記技術水準に鑑み、従来法に
おけるような欠点のない高強度材の常温接合方法を提供
しようとするものである。
【０００４】
【課題が解決するための手段】本発明は（１）高強度材
を接合するにあたり、接合面に軟質材をコーティングし
た後、そのコーティング面の表面に真空中でイオンビー
ムを照射し、そのまま真空状態で加熱することなく接合
面に垂直な方向に加圧して接合することを特徴とする高
強度材の常温接合方法、（２）軟質材がＡｌ、Ａｕ、Ａ
ｇ及びＣｕのいずれか１種であることを特徴とする高強
度材の常温接合方法及び（３）軟質材のコーティングを
イオンプレーティング、イオンミキシング、イオン注入
及びメッキのいずれかによって行うことを特徴とする上
記（１）または上記（２）記載の高強度材の常温接合方
法。である。
を接合するにあたり、接合面に軟質材をコーティングし
た後、そのコーティング面の表面に真空中でイオンビー
ムを照射し、そのまま真空状態で加熱することなく接合
面に垂直な方向に加圧して接合することを特徴とする高
強度材の常温接合方法、（２）軟質材がＡｌ、Ａｕ、Ａ
ｇ及びＣｕのいずれか１種であることを特徴とする高強
度材の常温接合方法及び（３）軟質材のコーティングを
イオンプレーティング、イオンミキシング、イオン注入
及びメッキのいずれかによって行うことを特徴とする上
記（１）または上記（２）記載の高強度材の常温接合方
法。である。
【０００５】
【作用】本発明は被接合材である高強度材が軟化や脆化
することがないように、高強度材を温度を上げずに常温
で接合するものである。常温接合するためには接合面が
軟らかく、加圧した時に変形する必要があるので、予め
高強度材の接合面に軟らかく変形しやすい金属（Ａｌ、
Ａｕ、Ａｇ又はＣｕ）をコーティング（イオンプレーテ
ィング、イオンミキシング、イオン注入、メッキなどに
よる）しておくのである。しかしながら、常温接合する
にはコーティングした金属の接合面には酸化膜がなく、
清浄な状態でないと接合しにくいので、その接合面を真
空中でイオンビーム照射し、接合面の酸化膜などを除去
する。このイオンビームの照射によりコーティング金属
の表面の原子は活性化され、接合しやすくなる。この清
浄化、活性化した面を大気にさらすと直ちに酸化膜が生
成するので、真空を維持したまま接合面に垂直な方向に
加圧して接合する。
することがないように、高強度材を温度を上げずに常温
で接合するものである。常温接合するためには接合面が
軟らかく、加圧した時に変形する必要があるので、予め
高強度材の接合面に軟らかく変形しやすい金属（Ａｌ、
Ａｕ、Ａｇ又はＣｕ）をコーティング（イオンプレーテ
ィング、イオンミキシング、イオン注入、メッキなどに
よる）しておくのである。しかしながら、常温接合する
にはコーティングした金属の接合面には酸化膜がなく、
清浄な状態でないと接合しにくいので、その接合面を真
空中でイオンビーム照射し、接合面の酸化膜などを除去
する。このイオンビームの照射によりコーティング金属
の表面の原子は活性化され、接合しやすくなる。この清
浄化、活性化した面を大気にさらすと直ちに酸化膜が生
成するので、真空を維持したまま接合面に垂直な方向に
加圧して接合する。
【０００６】高強度の接合面にコーティングする軟質材
（Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ及びＣｕのいずれか１種）の厚さは
１μｍ以上あれば良好な接合が可能である。その軟質材
のコーティング面のイオンビーム照射可能な真空度とし
ては１×１０-3Ｔｏｒｒ以下であればよく、イオンビー
ムはＡｒイオンが一般的であるが、不活性ガスイオンで
あればいずれのものも使用できる。最終の接合面に垂直
な方向への加圧力としては０．５ｋｇ／ｍｍ2 以上であ
れば十分である。
（Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ及びＣｕのいずれか１種）の厚さは
１μｍ以上あれば良好な接合が可能である。その軟質材
のコーティング面のイオンビーム照射可能な真空度とし
ては１×１０-3Ｔｏｒｒ以下であればよく、イオンビー
ムはＡｒイオンが一般的であるが、不活性ガスイオンで
あればいずれのものも使用できる。最終の接合面に垂直
な方向への加圧力としては０．５ｋｇ／ｍｍ2 以上であ
れば十分である。
【０００７】
【実施例】本発明の常温接合方法の具体的な構成を図１
に、その接合手順を図２に示す。図２には、（ａ）→
（ｂ）→（ｃ）→（ｄ）→（ｅ）→（ｆ）の工程と
（ａ）→（ｂ）→（ｃ）→（ｄ）→（ｅ′）→（ｆ′）
の工程の２通りの手順を示している。前者の手順は回転
治具に保持した軟質材コーティング高強度材をイオンビ
ーム発振器の方に向けてイオンビーム照射してから接合
する場合、後者はイオンビーム発振器を加圧装置に保持
した軟質材コーティング高強度材面に傾斜させてイオン
ビーム照射を行う場合を示す。なお、図中、７は真空排
気装置を示す。
に、その接合手順を図２に示す。図２には、（ａ）→
（ｂ）→（ｃ）→（ｄ）→（ｅ）→（ｆ）の工程と
（ａ）→（ｂ）→（ｃ）→（ｄ）→（ｅ′）→（ｆ′）
の工程の２通りの手順を示している。前者の手順は回転
治具に保持した軟質材コーティング高強度材をイオンビ
ーム発振器の方に向けてイオンビーム照射してから接合
する場合、後者はイオンビーム発振器を加圧装置に保持
した軟質材コーティング高強度材面に傾斜させてイオン
ビーム照射を行う場合を示す。なお、図中、７は真空排
気装置を示す。
【０００８】（実施例１）高強度材１に低合金鋼を用い
（ａ）、接合面を研磨した後（ｂ）、軟質材コーティン
グ２としてＡｇメッキを１００μ施し（ｃ）、さらに平
面に研磨した（ｄ）。このような材料を２つ向き合せ
て、真空チャンバ６中の回転治具８にセットし、Ａｇメ
ッキ面にイオンビーム発振器３からＡｒイオンビームを
３００Ｖで１分間発振し、接合面を清浄化した後
（ｅ）、接合面を向かい合わせて加圧装置４及び加圧受
台５により５ｋｇ／ｍｍ2 の加圧を１分間加えて接合し
た（ｆ）。この継手を引張試験した結果、４０ｋｇ／ｍ
ｍ2 の強度が得られた。
（ａ）、接合面を研磨した後（ｂ）、軟質材コーティン
グ２としてＡｇメッキを１００μ施し（ｃ）、さらに平
面に研磨した（ｄ）。このような材料を２つ向き合せ
て、真空チャンバ６中の回転治具８にセットし、Ａｇメ
ッキ面にイオンビーム発振器３からＡｒイオンビームを
３００Ｖで１分間発振し、接合面を清浄化した後
（ｅ）、接合面を向かい合わせて加圧装置４及び加圧受
台５により５ｋｇ／ｍｍ2 の加圧を１分間加えて接合し
た（ｆ）。この継手を引張試験した結果、４０ｋｇ／ｍ
ｍ2 の強度が得られた。
【０００９】（実施例２）高強度材１に高炭素鋼を用い
（ａ）、接合面を研磨した後（ｂ）、軟質材コーティン
グ２としてＡｌをイオンプレーティングで１０μの厚さ
を蒸着し（ｃ）、さらに平面に研磨した（ｄ）。このよ
うな材料を２つ向き合せて、真空チャンバ６中の回転治
具８にセットし、Ａｌ蒸着面にイオンビーム発振器３か
らＡｒイオンビームを５００Ｖで１分間照射し、接合面
を清浄化した後（ｅ）、接合面を向かい合わせて加圧装
置４及び加圧受台５により４ｋｇ／ｍｍ2 の加圧を１分
間加えて接合した（ｆ）。この継手を引張試験した結
果、４０ｋｇ／ｍｍ2 の強度が得られた。
（ａ）、接合面を研磨した後（ｂ）、軟質材コーティン
グ２としてＡｌをイオンプレーティングで１０μの厚さ
を蒸着し（ｃ）、さらに平面に研磨した（ｄ）。このよ
うな材料を２つ向き合せて、真空チャンバ６中の回転治
具８にセットし、Ａｌ蒸着面にイオンビーム発振器３か
らＡｒイオンビームを５００Ｖで１分間照射し、接合面
を清浄化した後（ｅ）、接合面を向かい合わせて加圧装
置４及び加圧受台５により４ｋｇ／ｍｍ2 の加圧を１分
間加えて接合した（ｆ）。この継手を引張試験した結
果、４０ｋｇ／ｍｍ2 の強度が得られた。
【００１０】（実施例３）高強度材１に低合金鋼を用い
（ａ）、接合面を研磨した後（ｂ）、軟質材コーティン
グ２としてＡｕメッキを２０μ施し（ｃ）、さらに平面
に研磨した（ｄ）。これを２つ向き合わせて真空チャン
バ６の中の回転治具８にセットし、Ａｕメッキ面にイオ
ンビーム発振器３からＡｒイオンビームを７５０Ｖで３
０秒間照射し、接合面を清浄化した後（ｅ）、接合面を
向かい合わせて加圧装置４及び加圧受台５により２ｋｇ
／ｍｍ2 の加圧を２分間加えて接合した（ｆ）。この継
手を引張試験した結果、５０ｋｇ／ｍｍ2 の強度が得ら
れた。
（ａ）、接合面を研磨した後（ｂ）、軟質材コーティン
グ２としてＡｕメッキを２０μ施し（ｃ）、さらに平面
に研磨した（ｄ）。これを２つ向き合わせて真空チャン
バ６の中の回転治具８にセットし、Ａｕメッキ面にイオ
ンビーム発振器３からＡｒイオンビームを７５０Ｖで３
０秒間照射し、接合面を清浄化した後（ｅ）、接合面を
向かい合わせて加圧装置４及び加圧受台５により２ｋｇ
／ｍｍ2 の加圧を２分間加えて接合した（ｆ）。この継
手を引張試験した結果、５０ｋｇ／ｍｍ2 の強度が得ら
れた。
【００１１】（実施例４）高強度材１にＮｉ基耐熱合金
を用い（ａ）、接合面を研磨した後（ｂ）、軟質材コー
ティング２としてＣｕメッキを５０μの厚さに施し
（ｃ）、さらに平面を研磨した（ｄ）。これを２つ向き
合わせて真空チャンバ６の加圧装置４及び加圧受台５の
端部にセットし、Ｃｕメッキ面に回転自在のイオンビー
ム発振器３′からＡｒイオンビームを５００Ｖで２分間
照射し、接合面を清浄化した後（ｅ′）、加圧装置４及
び加圧受台５により５ｋｇ／ｍｍ2 の加圧を１分間加え
て接合した（ｆ′）。この継手を引張試験した結果、６
０ｋｇ／ｍｍ2 の接合強度が得られた。
を用い（ａ）、接合面を研磨した後（ｂ）、軟質材コー
ティング２としてＣｕメッキを５０μの厚さに施し
（ｃ）、さらに平面を研磨した（ｄ）。これを２つ向き
合わせて真空チャンバ６の加圧装置４及び加圧受台５の
端部にセットし、Ｃｕメッキ面に回転自在のイオンビー
ム発振器３′からＡｒイオンビームを５００Ｖで２分間
照射し、接合面を清浄化した後（ｅ′）、加圧装置４及
び加圧受台５により５ｋｇ／ｍｍ2 の加圧を１分間加え
て接合した（ｆ′）。この継手を引張試験した結果、６
０ｋｇ／ｍｍ2 の接合強度が得られた。
【００１２】（実施例５）高強度材１に低合金鋼を用い
（ａ）、接合面を研磨した後（ｂ）、Ａｇをイオンミキ
シングで約１０μｍの厚さにコーティングし（ｃ）、さ
らに平面に研磨した（ｄ）。このような材料を２つ向き
合わせて真空チャンバ６中の回転治具８にセットし、Ａ
ｇコーティング面にイオンビーム発振器３からＡｒイオ
ンビームを７５０Ｖで１分間照射し、接合面を清浄化し
た後（ｅ）、接合面を向かい合わせ加圧装置４及び加圧
受台５により５ｋｇ／ｍｍ2 の加圧を１分間加えて接合
した（ｆ）。この継手を引張試験した結果、４０ｋｇ／
ｍｍ2 の強度が得られた。
（ａ）、接合面を研磨した後（ｂ）、Ａｇをイオンミキ
シングで約１０μｍの厚さにコーティングし（ｃ）、さ
らに平面に研磨した（ｄ）。このような材料を２つ向き
合わせて真空チャンバ６中の回転治具８にセットし、Ａ
ｇコーティング面にイオンビーム発振器３からＡｒイオ
ンビームを７５０Ｖで１分間照射し、接合面を清浄化し
た後（ｅ）、接合面を向かい合わせ加圧装置４及び加圧
受台５により５ｋｇ／ｍｍ2 の加圧を１分間加えて接合
した（ｆ）。この継手を引張試験した結果、４０ｋｇ／
ｍｍ2 の強度が得られた。
【００１３】（実施例６）高強度材１にＮｉ基耐熱合金
を用い（ａ）、接合面を研磨した後（ｂ）、Ｃｕを接合
面にイオン注入し（ｃ）、さらに平面を研磨した
（ｄ）、これを２つ向かい合わせて真空チャンバ６中の
回転治具８にセットし、Ｃｕ注入面にイオンビーム発振
器３からのＡｒイオンビームを５００Ｖで１分間照射
し、接合面を清浄化した後（ｅ）、接合面を向かい合わ
せ、加圧装置４及び加圧受台５により１０ｋｇ／ｍｍ2
の加圧を３分間加えて接合した（ｆ）。この継手を引張
試験したところ、５０ｋｇ／ｍｍ2 の接合強度が得られ
た。
を用い（ａ）、接合面を研磨した後（ｂ）、Ｃｕを接合
面にイオン注入し（ｃ）、さらに平面を研磨した
（ｄ）、これを２つ向かい合わせて真空チャンバ６中の
回転治具８にセットし、Ｃｕ注入面にイオンビーム発振
器３からのＡｒイオンビームを５００Ｖで１分間照射
し、接合面を清浄化した後（ｅ）、接合面を向かい合わ
せ、加圧装置４及び加圧受台５により１０ｋｇ／ｍｍ2
の加圧を３分間加えて接合した（ｆ）。この継手を引張
試験したところ、５０ｋｇ／ｍｍ2 の接合強度が得られ
た。
【００１４】
【発明の効果】本発明によれば、接合のときに、温度を
上げることなく高強度材が接合できるので、優れた接合
強度が得られる。
上げることなく高強度材が接合できるので、優れた接合
強度が得られる。
【図１】本発明の常温接合方法の基本的な構成の説明
図。
図。
【図２】本発明の実施例の常温接合方法の手順の説明
図。
図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ２３Ｃ 30/00 Ｃ２３Ｃ 30/00 Ａ Ｂ Ｃ２３Ｆ 4/00 Ｃ２３Ｆ 4/00 Ｃ
Claims (3)
- 【請求項１】 高強度材を接合するにあたり、接合面に
軟質材をコーティングした後、そのコーティング面の表
面に真空中でイオンビームを照射し、そのまま真空状態
で加熱することなく接合面に垂直な方向に加圧して接合
することを特徴とする高強度材の常温接合方法。 - 【請求項２】 軟質材がＡｌ、Ａｕ、Ａｇ及びＣｕのい
ずれか１種であることを特徴とする高強度材の常温接合
方法。 - 【請求項３】 軟質材のコーティングをイオンプレーテ
ィング、イオンミキシング、イオン注入及びメッキのい
ずれかによって行うことを特徴とする請求項１または請
求項２記載の高強度材の常温接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16060695A JPH0910963A (ja) | 1995-06-27 | 1995-06-27 | 常温接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16060695A JPH0910963A (ja) | 1995-06-27 | 1995-06-27 | 常温接合方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0910963A true JPH0910963A (ja) | 1997-01-14 |
Family
ID=15718584
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16060695A Withdrawn JPH0910963A (ja) | 1995-06-27 | 1995-06-27 | 常温接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0910963A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008029885A1 (en) * | 2006-09-06 | 2008-03-13 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Normal temperature joining method and normal temperature joining device |
| JP2008207221A (ja) * | 2007-02-27 | 2008-09-11 | Takehito Shimazu | 常温接合方法 |
| US7692292B2 (en) | 2003-12-05 | 2010-04-06 | Panasonic Corporation | Packaged electronic element and method of producing electronic element package |
| JP2012210024A (ja) * | 2011-03-29 | 2012-10-25 | Nikon Corp | 振動体、振動アクチュエータ、レンズ鏡筒、カメラ及び振動体の接合方法 |
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| JP2013165253A (ja) * | 2012-01-13 | 2013-08-22 | Bondtech Inc | 接合装置、接合方法、半導体デバイスおよびｍｅｍｓデバイス |
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-
1995
- 1995-06-27 JP JP16060695A patent/JPH0910963A/ja not_active Withdrawn
Cited By (18)
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