JPS60200960A - 拡散接合用の合金スパツタ膜形成法 - Google Patents
拡散接合用の合金スパツタ膜形成法Info
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- JPS60200960A JPS60200960A JP5608684A JP5608684A JPS60200960A JP S60200960 A JPS60200960 A JP S60200960A JP 5608684 A JP5608684 A JP 5608684A JP 5608684 A JP5608684 A JP 5608684A JP S60200960 A JPS60200960 A JP S60200960A
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/001—Interlayers, transition pieces for metallurgical bonding of workpieces
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/34—Sputtering
- C23C14/3407—Cathode assembly for sputtering apparatus, e.g. Target
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、各種材料の拡散接合のインサート方法に係り
、特に耐熱合金の拡散接合に好適なインサート方法とし
てスパッタ蒸着法によってスパッタ膜を形成する方法に
関する。
、特に耐熱合金の拡散接合に好適なインサート方法とし
てスパッタ蒸着法によってスパッタ膜を形成する方法に
関する。
拡散接合法は、同相拡散接合法と液相拡散接合法の２種
類に分類される。固相拡散接合法は、接合時に比較的高
い圧力を加え、接合面間の密着を計り接合を行うが、接
合面の表面状態（表面凹凸。
類に分類される。固相拡散接合法は、接合時に比較的高
い圧力を加え、接合面間の密着を計り接合を行うが、接
合面の表面状態（表面凹凸。
酸化）により、接合性（接合不良）が左右される。
このため、接合面間の密着を向上させ、健全な拡散接合
部を得るために、接合面間にインサート材を介して接合
を行なう方法がしばしば用いられる。
部を得るために、接合面間にインサート材を介して接合
を行なう方法がしばしば用いられる。
しかし、接合面間にインサー１〜材を介在させるため均
質な拡散接合部を得るには、長時間の接合が必要になる
。
質な拡散接合部を得るには、長時間の接合が必要になる
。
液相拡散接合法は、接合部材に接合面間にインサー１〜
材を介在させ、接合温度に加熱するとインサート材が溶
融し、液相となって接合面間を満たす。その後、この状
態で液相と接合部材間の相互拡散が行われ、接合部材の
組成に近づくことにより等温凝固が起り、同相となり、
さらに拡散が進行し接合部材の組成と同一になるという
接合法である。（米国特許第３６３２１９号、米国特許
３６７８５７０号）しかしこの方法では、インザート方
法として、箔や粉末を使用するため接合面からズレや欠
損を起こし、接合不良欠陥が生じやすくなったり、接合
部に酸化物が存在しやすい。またインサート作業工程も
時間がかかり、作業性も悪い。インザート材に接合部材
を含む多元合金を使用する場合、その多元合金は脆弱で
あるため使用に制限ある。
材を介在させ、接合温度に加熱するとインサート材が溶
融し、液相となって接合面間を満たす。その後、この状
態で液相と接合部材間の相互拡散が行われ、接合部材の
組成に近づくことにより等温凝固が起り、同相となり、
さらに拡散が進行し接合部材の組成と同一になるという
接合法である。（米国特許第３６３２１９号、米国特許
３６７８５７０号）しかしこの方法では、インザート方
法として、箔や粉末を使用するため接合面からズレや欠
損を起こし、接合不良欠陥が生じやすくなったり、接合
部に酸化物が存在しやすい。またインサート作業工程も
時間がかかり、作業性も悪い。インザート材に接合部材
を含む多元合金を使用する場合、その多元合金は脆弱で
あるため使用に制限ある。
さらにインサー１−月を接合面間に介在させるため均質
な拡散接合部を得るには、長時間の接合が必要となる。
な拡散接合部を得るには、長時間の接合が必要となる。
本発明の目的は、接合面に被接合材の組成を含む拡散接
合用インサート膜を均一に形成できることを可能にし、
かつまた接合作業を簡便にし、接合不良欠陥を防止し高
品質の拡散接合部が得・られる拡散接合用合金スパッタ
膜形成法を提供することにある。
合用インサート膜を均一に形成できることを可能にし、
かつまた接合作業を簡便にし、接合不良欠陥を防止し高
品質の拡散接合部が得・られる拡散接合用合金スパッタ
膜形成法を提供することにある。
本発明は、被接合材の接合面に拡散接合用合金スパッタ
膜をスパッタ蒸着法によって形成するに際し、スパッタ
蒸着装置のターゲット構造を接合ノ 用合金部材と前記被接合材の組成と同一の部材からなる
複合ターゲラ１へ構造にし、被接合材の接合面に接合用
合金スパッタ膜を形成するようにしたものである。
膜をスパッタ蒸着法によって形成するに際し、スパッタ
蒸着装置のターゲット構造を接合ノ 用合金部材と前記被接合材の組成と同一の部材からなる
複合ターゲラ１へ構造にし、被接合材の接合面に接合用
合金スパッタ膜を形成するようにしたものである。
次に本発明の拡散接合用合金スパッタ膜の形成法を第１
図及び第２図を基に説明する。
図及び第２図を基に説明する。
第１図はマグネトロン型スパッタ装置の概略を、第２図
は複合ターゲット構造を示す。チャンバ６内の希薄Ａｒ
ｉ囲気中において、第２図に示すようにバッキングプレ
ー１へ７上に接合用合金部材８と被接今月５から構成さ
れた複合ターゲットをターゲラ１−１とし、磁石Ｎ、Ｓ
によって形成された磁場２内に閉じこめられた電子によ
り、複合ターゲットの惜成物質３をたたき出して被接合
材５の接合面に付着させ、合金スパッタ膜４を形成する
。
は複合ターゲット構造を示す。チャンバ６内の希薄Ａｒ
ｉ囲気中において、第２図に示すようにバッキングプレ
ー１へ７上に接合用合金部材８と被接今月５から構成さ
れた複合ターゲットをターゲラ１−１とし、磁石Ｎ、Ｓ
によって形成された磁場２内に閉じこめられた電子によ
り、複合ターゲットの惜成物質３をたたき出して被接合
材５の接合面に付着させ、合金スパッタ膜４を形成する
。
次にスパッタ蒸着によって接合面に合金スパッタ膜４を
形成した被接合材５は、第３図に示すように拡散接合す
る。すなわち、被接合材５の接合面に形成された合金ス
パッタ膜４同士を加圧し密着させ、所定の温度に加熱保
持して接合を行い、均質な接合部が得られる。
形成した被接合材５は、第３図に示すように拡散接合す
る。すなわち、被接合材５の接合面に形成された合金ス
パッタ膜４同士を加圧し密着させ、所定の温度に加熱保
持して接合を行い、均質な接合部が得られる。
被接合材５としては、金属、合金並びに無機材料、特に
耐熱合金が好適である。耐熱合金としては、Ｎｉ基、Ｃ
ｏ基、Ｆｅ基耐熱合金がよい。接合用合金部材８は、被
接合材との相性が良く、被接合材内への拡散速度が早い
ものが望ましい。したがって接合用合金部材８としては
、金属、合金、あるいはその他無機材料で構成すること
ができる。
耐熱合金が好適である。耐熱合金としては、Ｎｉ基、Ｃ
ｏ基、Ｆｅ基耐熱合金がよい。接合用合金部材８は、被
接合材との相性が良く、被接合材内への拡散速度が早い
ものが望ましい。したがって接合用合金部材８としては
、金属、合金、あるいはその他無機材料で構成すること
ができる。
さらに接合用合金部材８は、被接合材５の固相線温度よ
りも低い融点をもつ金属、合金あるいは無機材料である
ことが望ましい。
りも低い融点をもつ金属、合金あるいは無機材料である
ことが望ましい。
被接合材がＮｉ基耐熱合金の場合、複合ターゲラ１へを
構成する接合用合金部材にＮｉ基耐熱合金であるＮｉと
共晶を形成して低融点化が計ることのできるＢを含むＮ
ｉ合金が望ましい。さらにスパッタ蒸着により接合面に
スパッタ膜を形成する前に、接合面をＡｒイオンビーム
により清浄処理すると密着性のよいスパッタ膜が形成で
きる。
構成する接合用合金部材にＮｉ基耐熱合金であるＮｉと
共晶を形成して低融点化が計ることのできるＢを含むＮ
ｉ合金が望ましい。さらにスパッタ蒸着により接合面に
スパッタ膜を形成する前に、接合面をＡｒイオンビーム
により清浄処理すると密着性のよいスパッタ膜が形成で
きる。
以下、本発明の実施例について説明する。
表１は被接合材の化学組成を示す。被接合材は析出強化
型Ｎｉ基耐熱合金である。第１図及び第２図に示すよう
に複合構造のターゲラｌ−を用いマグネトロンスパッタ
装置により、被接合材の接合面に拡散接合用の合金スパ
ッタ膜を形成させた。
型Ｎｉ基耐熱合金である。第１図及び第２図に示すよう
に複合構造のターゲラｌ−を用いマグネトロンスパッタ
装置により、被接合材の接合面に拡散接合用の合金スパ
ッタ膜を形成させた。
表２は複合ターゲラ１−の構成を示す。ターゲラ１への
構造は、第２図に示すように接合用合金材と被接合材の
組成と同一の部材からなる複合構造であり、ターゲラ１
−（寸法： １５０ｍ１ｌ＋Ｘ ］、 ２０＋＋＋ｎ＋
Ｘ４ｔ）の全面積に占める接合用合金材の面積率を７５
％とし、被接今月の組成と同一の部材の面積率を２５％
とした。接合用合金材の組成は、Ｎｉ基耐熱合金の主成
分であるＮｉと共晶を起こし、低融点化が計られるＢを
４６２％含むＮｉ合金である。
構造は、第２図に示すように接合用合金材と被接合材の
組成と同一の部材からなる複合構造であり、ターゲラ１
−（寸法： １５０ｍ１ｌ＋Ｘ ］、 ２０＋＋＋ｎ＋
Ｘ４ｔ）の全面積に占める接合用合金材の面積率を７５
％とし、被接今月の組成と同一の部材の面積率を２５％
とした。接合用合金材の組成は、Ｎｉ基耐熱合金の主成
分であるＮｉと共晶を起こし、低融点化が計られるＢを
４６２％含むＮｉ合金である。
次に複合ターゲットを用い、マグネ１−ロンスパッタ処
理を行った。表３はスパッタ処理条件を示す。マグネ１
〜ロンスパツタ処理は、被接合材（寸法：直径５０■φ
Ｘ長さ３０暗）を用意し、被接合材の接合面をエメリー
紙（＃１０００．）で研磨し、この接合面に出カニ２．
２ＫＷ、雰囲気： ３ Ｘ１０−’ＴｏｒｒのＡｒ、タ
ーゲラ１〜距離７０冊、スパッタ速度： ３．５ Ｘ
１０−Ｉμｍ／ｍｉｎの条件で１５ｍ１ｎ行ない、合金
スパッタ膜を形成した。
理を行った。表３はスパッタ処理条件を示す。マグネ１
〜ロンスパツタ処理は、被接合材（寸法：直径５０■φ
Ｘ長さ３０暗）を用意し、被接合材の接合面をエメリー
紙（＃１０００．）で研磨し、この接合面に出カニ２．
２ＫＷ、雰囲気： ３ Ｘ１０−’ＴｏｒｒのＡｒ、タ
ーゲラ１〜距離７０冊、スパッタ速度： ３．５ Ｘ
１０−Ｉμｍ／ｍｉｎの条件で１５ｍ１ｎ行ない、合金
スパッタ膜を形成した。
表４は合金スパッタ膜の特性を示す。被接合材の接合面
に形成された合金スパッタ膜の厚さは、約５μｍであり
、接合面に均一に形成されている。
に形成された合金スパッタ膜の厚さは、約５μｍであり
、接合面に均一に形成されている。
また合金スパッタ膜の融点は約１１２０℃であり、被接
合材の同相線温度（約１２５０°Ｃ）より約１３０℃低
下している。合金スパッタ膜の被接合材へのぬれ性が良
好なことから、合金スパッタ膜は、拡散接合用のスパッ
タ膜として有効である。
合材の同相線温度（約１２５０°Ｃ）より約１３０℃低
下している。合金スパッタ膜の被接合材へのぬれ性が良
好なことから、合金スパッタ膜は、拡散接合用のスパッ
タ膜として有効である。
次に接合面に合金スパッタ膜が形成されたＮｉ基耐熱合
金同志を第３図に示すように合金スパッタ膜が互に接す
るようにして第５表に示す条件で拡散接合処理した。Ｎ
ｉ基耐熱合金の拡散接合部には、接合不良やボイド欠陥
の発生もなく、約３ｈの接合時間によって均質な接合部
が得られ、従来法（ｒｉや粉末インサート法）に比較し
、約１１５時間である。
金同志を第３図に示すように合金スパッタ膜が互に接す
るようにして第５表に示す条件で拡散接合処理した。Ｎ
ｉ基耐熱合金の拡散接合部には、接合不良やボイド欠陥
の発生もなく、約３ｈの接合時間によって均質な接合部
が得られ、従来法（ｒｉや粉末インサート法）に比較し
、約１１５時間である。
第４図は拡散接合部の機械的性質を示す。拡散接合部の
機械的性質（引張強さ、０２％耐力、伸び）は、被接合
材と同程度である。
機械的性質（引張強さ、０２％耐力、伸び）は、被接合
材と同程度である。
表 １
表 ２
表３
表４
表 ５
以上のように本発明によれば、インサー１〜箔又は粉末
を被接合材の接合面に介在させる従来法のようにインサ
ート箔又は粉末のズレや欠損が生じることなく、かつま
た接合作業の際のインサート箔又は粉末を酸化させるこ
となく、作業が簡便で高品質の接合部が得られる。また
被接合材の接合すべき面に多元合金系のスパッタ膜を寸
法精度よく、かつ均一に形成できる。さらに本発明によ
って得られる接合用のスパッタ膜は、被接合材の組成を
含むので短時間の接合を可能にし、良好な拡散接合部を
得ることができる。
を被接合材の接合面に介在させる従来法のようにインサ
ート箔又は粉末のズレや欠損が生じることなく、かつま
た接合作業の際のインサート箔又は粉末を酸化させるこ
となく、作業が簡便で高品質の接合部が得られる。また
被接合材の接合すべき面に多元合金系のスパッタ膜を寸
法精度よく、かつ均一に形成できる。さらに本発明によ
って得られる接合用のスパッタ膜は、被接合材の組成を
含むので短時間の接合を可能にし、良好な拡散接合部を
得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図はマグネｌ−ロンスパッタ装置を示す概略図、第
２図は複合ターゲラ１〜溝造を示す概略図、第３図は拡
散接合態様を示す図、第４図は拡散接合部及び被接合材
の機械的性質を示す図である。 １・・・ターゲット、２・・磁場、３・・・ターゲラ１
〜構成物質、４・・・合金スパッタ膜、５−被接合材、
６・・・チャンバ、７・・・バッキングプレー１〜．８
・・・接合用第１図 第２図 ｌ 第３図 第４に 〈被接＠材〉 〈払散捧合部〉 １１５θ’Ｃｘ３ｈ
２図は複合ターゲラ１〜溝造を示す概略図、第３図は拡
散接合態様を示す図、第４図は拡散接合部及び被接合材
の機械的性質を示す図である。 １・・・ターゲット、２・・磁場、３・・・ターゲラ１
〜構成物質、４・・・合金スパッタ膜、５−被接合材、
６・・・チャンバ、７・・・バッキングプレー１〜．８
・・・接合用第１図 第２図 ｌ 第３図 第４に 〈被接＠材〉 〈払散捧合部〉 １１５θ’Ｃｘ３ｈ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、被接合材の接合面にスパッタ蒸着法によって拡散接
合用の合金スパッタ膜を形成する方法において、スパッ
タ蒸着装置のターゲットを前記被接合材の組成と同一の
部材と接合用器金部材からなる複合構造にし、前記被接
合材の接合面に合金スパッタ膜を形成することを特徴と
する拡散接合用の合金スパッタ膜形成法。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記拡散接合用の
合金スパッタ膜が前記被接合材の融点より低い合金スパ
ッタ膜であることを特徴とする拡散接合用スパッタ膜形
成法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5608684A JPS60200960A (ja) | 1984-03-26 | 1984-03-26 | 拡散接合用の合金スパツタ膜形成法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5608684A JPS60200960A (ja) | 1984-03-26 | 1984-03-26 | 拡散接合用の合金スパツタ膜形成法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60200960A true JPS60200960A (ja) | 1985-10-11 |
Family
ID=13017277
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5608684A Pending JPS60200960A (ja) | 1984-03-26 | 1984-03-26 | 拡散接合用の合金スパツタ膜形成法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60200960A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
-
1984
- 1984-03-26 JP JP5608684A patent/JPS60200960A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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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