異種 材料 書籍
 
No.1320
 
 
 

★自動車、航空機、車両、船舶、電気・電子部品・機器、ガスタービン、センサ・・・
★「経験則」に頼らない、製品の信頼性を上げる「界面形成」の実践手法

『界面現象の真の理解』により高強度・高密着力を実現する

最新 『異種材料』の接着・接合
トラブル対策 事例集

発刊 2006年4月28日    体裁:B5版 上製本 338頁    定価 80,000円(税抜)
※書籍絶版 オンデマンド版 30,000円(税抜)   (上製本ではありません)

■ 執筆者

住友精密(株)
新潟大学
北見工業大学
大阪大学
東京都立工業高等専門学校
大阪大学
新潟大学
(株)東芝
(株)日鐵技術情報センター
日東電工(株)
静岡大学
メック(株)
小山 健
大橋 修
冨士 明良
中田 一博
相沢 友勝
片山 聖二
渡辺 健彦
伊藤 義康
前田 重義
中塚 康雄
稲垣 訓宏
河口 睦行
東レフィルム加工(株)
三菱伸銅(株)
大阪大学
住友金属鉱山(株)
大阪大学
東京工業大学
大阪大学
富山県立大学
関西大学
愛媛大学
富士電機アドバンステクノロジー(株)
三宅 徹
相田 正之
井上 雅博
山辺 秀敏
菅沼 克昭
鈴村 暁男
池内 建二
松岡 信一
西本 明生
岡部 永年
後藤 友彰
■ 目  次
◇ 第1章 異種金属材料の接合技術と接合信頼性および強度評価 ◇

第1節 アルミニウム/銅異材ろう付技術
 1.Al-Si-Mg系ろう材を用いたアルミニウムと銅のろう付
 2.銀をインサート金属に用いたアルミニウムと銅の異材ろう付
  2.1 継手強度改善策
  2.2 ろう付部の組織
  2.3 ろう付継手強度と強度改善要因
 3.冷却デバイス(ヒートシンク)の試作

第2節 異種金属材料の拡散接合
 1.拡散接合とは
 2.接合原理が電子顕微鏡観察で明らかに
 3.異種金属拡散接合部の反応相と機械的性質
 4.異種金属拡散接合の適用のポイントと適用例
 5.異種金属接合部の改善策

第3節 摩擦圧接による異種金属の接合メカニズムと強度評価
 1.摩擦圧接法について
  1.1 摩擦圧接法の歴史と原理
  1.2 摩擦圧接法の特徴
 2.摩擦圧接法と異種金属の接合:材質に対する適用範囲
  2.1 異種金属の接合上の問題点と摩擦圧接法による接合メカニズム
  2.2 摩擦圧接法による異種材料の組合せ例
 3.異種材料摩擦圧接法の品質管理と継手に生じる課題
  3.1 異種材料摩擦圧接法の品質管理
  3.2 継手に生じる課題
 4.異種材料摩擦圧接継手の強度に影響を及ぼす因子
  4.1 接合材料表面性状の影響
  4.2 接合界面における金属間化合物の生成
  4.3 接合部の残留応力,塑性ひずみ
  4.4 接合界面における金属間化合物層の成長
  4.5 母材の金属学的特性の変化
 5.摩擦圧接法の接合性の改善
 6.摩擦圧接法の規格と研究発表

第4節 摩擦攪拌作用による異種金属材料の接合技術
 1.摩擦攪拌接合法(FSW)
  1.1 原理
  1.2 特徴
  1.3 応用
 2.鉄/アルミニウム異材接合
  2.1  鉄/アルミニウム突合せ異材接合
  2.2 鉄/アルミニウム重ね異材接合
 3.銅/アルミニウム異材接合
 4.ジルコニウム/鉄異材接合
 5.銅/鉄異材接合
 6.鋳物・ダイカスト材と展伸材との異材接合
 7.複合材料(粒子分散型Al基合金)と展伸材との異材接合
 8.アルミニウム合金における異種合金の異材接合

第5節 電磁シーム溶接による異種金属薄板の接合技術と強度評価
 1.溶接原理
 2.特徴
 3.溶接装置
 4.実験結果
  4.1 電流波形および関係量
  4.2 溶接された継手および溶接痕跡
  4.3 接合界面
  4.4 接合強度分布
 5.異材接合に対する評価

第6節 異種金属材料のレーザ溶接
 はじめに
 1.鉄鋼材料系同士のレーザ異材溶接
 2.鉄鋼材料と銅または銅合金のレーザ溶接
 3.鉄鋼材料とマグネシウム合金のレーザ溶接
 4.鉄鋼材料とアルミニウム合金のレーザ溶接
 5.アルミニウム合金と鉄鋼材料とのレーザろう付(ブレージング)
 6.アルミニウム合金とチタン合金および鉄鋼材料とチタンのレーザ溶接
 おわりに

第7節 超音波接合による異種金属の接合技術
 はじめに
 1.被接合材および接合方法
 2.接合強さに及ぼす超音波発振時間と接合加圧力の影響
 3.接合強さにおよぼす表面粗さの影響
  3.1 エメリー研磨によって表面粗さを変化させた場合
  3.2 バフ研磨によって表面粗さを小さくした場合
 4.接合強さに及ぼす酸化皮膜の影響
  4.1 Cuの酸化皮膜厚さと接合強さ
  4.2 Alの酸化皮膜厚さと接合強さ
 おわりに

第8節 異種金属接合継手の継手設計法の考え方
 まえがき
 1.材料の不連続による応力集中特性と基本継手形式について
 2.スカーフ継手の継手設計について
 3.薄板スカーフ継手の継手設計について
 4.重ね継手の継手設計について
 5.異種金属接合部の継手設計指針について

◇ 第2章 金属/樹脂(高分子)の接着技術と密着性の向上 ◇
第1節 高分子/金属の接着界面の解析と結合メカニズム
 はじめに
 1.ポリシロキサンと鋼板の接着界面
 2.金属蒸着高分子膜の界面反応
  2.1 極性高分子における電荷移動
  2.2 金属蒸着ポリイミド樹脂における界面反応
 3.樹脂ワニス塗布による金属接着界面
  3.1 ポリイミド膜形成/Al板における非破壊分析
  3.2 エポキシ樹脂と金属表面の接着機構
   3.2.1 エポキシモデル物質によるIn-situ解析
   3.2.2 市販エポキシ接着剤による剥離界面解析
 おわりに(接着における酸塩基理論)

第2節 電子部品実装における金属/高分子接合界面制御技術
 はじめに
 1.電子部品実装における高分子材料の役割と期待
 2.電子部品実装における高分子材料適用と接合界面制御の事例
  2.1 多層回路基板
  2.2 フレキシブル回路基板におけるワイヤーボンディング接合性制御
  2.3 異方性導電接続材料
  2.4 半導体製造工程用粘着テープ
   2.4.1 バックグラインドテープ
   2.4.2 片面樹脂封止マスキングテープ
   2.4.3 熱剥離粘着シート
 おわりに

第3節 プラズマ表面処理によるポリイミド/銅箔の密着性改善
 はじめに
 1.ポリイミドフィルムと銅箔との間の相互作用
 2.ポリイミド/銅箔の密着力向上のための表面改質の試み
  2.1 ポリイミドフィルムへの酸素官能基の導入
  2.2 ポリイミドフィルムへの窒素官能基の導入
   2.2.1 グラフト重合法
   2.2.2 シランカップリング法
   2.2.3 その他の表面改質法
 3.ポリイミド/銅箔の密着力向上には,どんな官能基が適しているか
 まとめ

第4節 エッチング剤による銅表面の粗化と樹脂との密着性向上
 1.銅表面粗化の必要性
 2.従来の銅表面粗化方法
  2.1 黒化処理
  2.2 機械研磨
  2.3 マイクロエッチング
 3. 銅表面粗化プロセスによる樹脂との密着性向上方法
  3.1 エッチングによる銅表面粗化方法―物理的密着力向上
  3.2 銅表面への有機皮膜形成―化学的密着力向上
  3.3 MECetchBOND CZ-8100の処理工程
 4.エッチングにより粗化した銅表面と樹脂との接合界面の信頼性
  4.1 内層積層前処理―プリプレグとの密着
   4.1.1 ピール強度
   4.1.2 はんだ耐熱性
  4.2 ビルドアップ樹脂積層前処理―ビルドアップ樹脂との密着
   4.2.1 ピール強度
   4.2.2 はんだ耐熱性
  4.3 ソルダーレジスト塗布前処理―ソルダーレジストとの密着
  4.4 ドライフィルムラミネート前処理―ドライフィルムとの密着
 5.エッチング剤による銅表面粗化の留意点
 6.まとめ

第5節 メタライジング法2層材料におけるポリイミドと金属の接着技術と表面改質
 1.回路材料の進化(3層から2層へ,TAB,FPCからCOFへ)
 2.メタライジング2層材料とは
 3.スパッタリング工程について
 4.めっき工程について
 5.接着力測定における留意点
 6.ベースの表面処理による接着技術
 7.ポリイミドフィルムの種類
 8.表面改質により何が起こっているか?
  8.1 イミド環の開裂
  8.2 カーバイドライクカーボンの形成
  8.3 ベンゼン核の開裂
  8.4 表面の粗面化
 9.耐熱接着について
 10.メタル/メタル界面の剥離について
 11.さらなる接着向上について(今後の展望)

第6節 スパッタリング銅とポリイミドの接合技術
 はじめに
 1.スパッタリング/めっき法 2層CCL材について
  1.1 製造方法および特長 204
 2.スパッタリング法と蒸着法について
  2.1 スパッタリング法
  2.2 蒸着法
  2.3 スパッタリング法と蒸着法の相違点
  2.4 スパッタリング法の特長
 3.ポリイミドフィルムの前処理技術について
  3.1 接合界面
  3.2 密着性改善
  3.3 前処理方法
   3.3.1 ウェットプロセス
   3.3.2 ドライプロセス
 4.接合界面解析について
  4.1 前処理後のポリイミドフィルム表面解析手段
  4.2 ポリイミドフィルム/銅の接合界面解析手段
 おわりに

第7節 異方性導電フィルム/ペーストの接合技術と信頼性向上
 はじめに
 1.異方性導電性接着剤接続の基礎
  1.1 異方性導電現象と接続原理
  1.2 代表的な構成材料
 2.圧着工程の解析
  2.1 圧着工程の概要
  2.2 硬化反応のカイネティクス
  2.3 圧着工程での不良発生
 3.異方性導電性接着剤の接続信頼性とその支配因子
  3.1 接着強度
  3.2 導電特性
  3.3 絶縁特性
 おわりに

第8節 金属材料の表面処理と接着性向上技術
 はじめに
 1.鉄の表面処理
  1.1 燐酸塩処理
  1.2 シランカップリング剤処理
  1.3 シリコーター処理
  1.4 チオール系カップリング剤処理
  1.5 ポリアクリル酸薄膜処理
 2.ステンレス鋼
  2.1 ステンレス鋼の種類
  2.2 ステンレス鋼の接着・塗装用表面処理
   2.2.1 酸浸漬及び陽極酸化による表面処理
   2.2.2 シランカップリング剤による表面処理
   2.2.3 ポリカルボン酸水溶液による表面処理
   2.2.4 チオール系カップリング剤による表面処理
   2.2.5 その他の表面処理
 おわりに
◇ 第3章 セラミックス/金属の接合技術 ◇
第1節 セラミックス/金属の各種接合技術とその留意点
 はじめに
 1.メタライズ法
 2.共晶接合法
 3.活性金属法
 4.高圧鋳造接合法(SQ接合法)
 5.固相接合法
 6.生体材料分野への接合技術の応用
 おわりに

第2節 ダイヤモンドのろう付
 はじめに
 1.ダイヤモンドの高強度ろう付界面と一方向凝固ろう付
 2.宝飾用ルビーのろう付界面における変色現象
 3.変色のないダイヤモンドの高強度ろう付
  3.1 界面不整合度に基づくろう付界面結晶構造の検討
  3.2 結晶格子ミスフィット
 おわりに

第3節 セラミックスとアルミニウムの直接摩擦圧接
 1.セラミックス/金属接合における摩擦圧接の位置づけ
 2.接合力発生に要する時間
 3.摩擦面で生じている現象
 おわりに

第4節 インサート金属を用いたセラミックス/金属の摩擦圧接

第5節 セラミックス/金属の超音波接合技術
 1.接合法のいろいろ
 2.超音波振動の発生と作用
 3.超音波接合のしくみ
 4.直接接合の特性と評価
  4.1 最適な接合条件と接合可能領域
  4.2 接合材の強度
  4.3 接合部の性状
  4.4 接合界面の構造分析
  4.5 接合表面の粗さの影響
  4.6 接合界面の温度推定
  4.7 接合のメカニズム
 5.インサート材を用いた接合
  5.1 接合可能領域
  5.2 接合界面の性状と構造
  5.3 接合エネルギ−と接合性
 あとがき

第6節 パルス通電法によるセラミックス/金属の接合技術
 はじめに
 1.パルス通電法によるアルミナおよび炭化ケイ素セラミックスと銅との接合
  1.1 試料および接合方法
  1.2 アルミナセラミックスと銅との接合
  1.3 炭化ケイ素セラミックスと銅との接合
 まとめ

第7節 セラミックス/金属接合における残留応力の発生機構と低減化
 はじめに
 1.接合方法の現状と特徴
 2.セラミックスの基本強度特性
 3.セラミックス/金属接合材における残留応力と強度特性
  3.1 残留応力の発生機構と低減化
  3.2 接合残留応力の解明
  3.3 Cu中間層による残留応力の低減効果
  3.4 残留応力および残存強度の破壊力学的な評価
 4.実接合構造部材への評価法の適用
  4.1 真空バルブ接合構造への適用
   (1)残留応力への真空容器端板の影響
   (2)残留応力への電極軸の影響
   (3)真空漏れ寿命への残留応力の影響の定量的評価
  4.2 紡錘型継手接合構造への適用
  4.3 パワーモジュール半導体基板への適用
   (1)DBC基板とAMC基板の比較
   (2)熱サイクルによる残留応力の変化
   (3)熱サイクルによる接合残存強度変化
 おわりに
◇ 第4章 金属/ガラスの接合技術 ◇


第1節 ガラスと金属との陽極接合
 はじめに
 1.陽極接合のメカニズム
 2.接合装置
 3.接合界面の微細構造および接合機構
 4.逆電圧の印加による接合界面の構造と特性の変化
 5.ガラスの種類による接合現象への影響
 6.逆電圧印加による継手再分離現象の応用の可能性
 まとめ

第2節 陽極接合技術と接合界面の評価
 はじめに
 1.陽極接合の原理
 2.シリコンとセラミックスの陽極接合
  2.1 接合方法
  2.2 接合性評価
   2.2.1 ホウ珪酸ガラス膜形成条件とガラス膜質
   2.2.2 接合条件と引張強度
 3.接合界面評価
 4.接合メカニズムの考察
 おわりに

 

異種材料 接合 接着