界面制御による可逆的インターコネクション

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08750832
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 細田 直江 東京大学, 先端科学技術研究センター, 助手 (50280954)
• キーワード: 常温接合 / 分離 / Al / ステンレス / 可逆的インターコネクション / 環境 / リサイクル / 界面

研究概要

本研究では、界面での分離を念頭に置いた接合技術の一つの概念(可逆的インターコネクション)を提案し、実施した。ここで提案する可逆的インターコネクションは、無機材料の直接接合を低温で行い、脆い反応生成物層の生成を抑制し、接合部の加熱により脆い反応物を生成し分離させるものである。
本研究では、低温接合を実現するため、表面活性化による常温接合を行った。一例としてステンレスとAlの常温接合と分離を行った。接合試料は多結晶Al(99.99%)と低炭素オーステナイト系ステンレス鋼(JIS SUS304)を用いた。Ar-高速原子線(FAB;加速電圧1.5kV、作動圧力約0.1Pa)はSUS304側に60分、Al側に7分照射した。照射後真空中で試料を移動するため、圧接前に更にAlとSUS304を同時にAr-FAB(加速電圧6.0kV、作動時のチャンバー内の圧力約10^<-5>Pa)を5分間照射した。圧接は荷重約300Nで、60秒保持して行った。ステンレス-Alの常温接合体は20MPa程度の引張り強度が得られた。接合界面を透過電子顕微鏡により観察した結果、ステンレスとAlは数nmの中間層を介して接合していた事が確認された。接合体の分離は、真空中823Kで2時間加熱した試料は外力を特別に印加する事無しに分離することが可能であった。分離はAlリッチな脆い反応生成物層とAlの間で生じていた。分離後のステンレスを再度使用し、真空中で高速原子を照射することにより活性化し、Alとの接合が可能であるかを試みた。接合は荷重約1kNで60sec.保持して行った。Alと分離したステンレスは再び界面を活性化する事で接合を再度実現することが確認できた。この手法により可逆的なインターコネクションが実現できることが確認された。

研究成果

• [文献書誌] N.Hosoda,L.YANG,T.Suga: "Reversible Interconnection by control of interface structure" Joint International Symposium of the '96 MRS-J Conference. 92 (1996)
• [文献書誌] L.Yang,Y.Kyogoku,N.Hosoda,T.Suga: "Interface Structure of SUS304/Al Joints created by the Surface Activated Bonding at Room Temperature" 日本金属学会講演概要集. 218 (1996)
• [文献書誌] L.Yang,N.Hosoda,T.Suga: "TEM Inverstigation of the SUS/Al Interface Created by the Surface Activated Bonding Method" Joint International Symposium of the '96 MRS-J Conference. 151 (1996)
• [文献書誌] L.Yang,N.Hosoda,T.Suga: "Microstructure Evolution of Stainless-Steel/Aluminium Interface Created by the Surface Activated Bonding Method" 8th Japan Institute of Materials International Symposium "Interface Science and Materials Interconnection". 2p2-6 (1996)
• [文献書誌] N.Hosoda,L.Yang,T.Suga: "Reversible Interconnection" 8th Japan Institute of Materials International Symposium "Interface Science and Materials Interconnection". p-64 (1996)