本(ben)發明涉及通過(guo)接(jie)合(he)(he)第一金(jin)(jin)屬工件和第二金(jin)(jin)屬工件獲得的接(jie)合(he)(he)金(jin)(jin)屬制品(產品)。

背景技術：

日本專利4255652號記載的(de)(de)固相(xiang)擴散接合(he)(he)方(fang)法是將金(jin)屬工件(jian)(jian)接合(he)(he)在(zai)一起的(de)(de)方(fang)法之一。這種方(fang)法將簡述(shu)于(yu)下。準備要(yao)接合(he)(he)的(de)(de)兩(liang)個(ge)金(jin)屬工件(jian)(jian)，將如金(jin)、銀或鉑等金(jin)屬微(wei)粒(li)以島狀沉積到要(yao)接合(he)(he)的(de)(de)金(jin)屬工件(jian)(jian)的(de)(de)至少(shao)一個(ge)的(de)(de)接合(he)(he)面(mian)上。然后，使(shi)金(jin)屬工件(jian)(jian)的(de)(de)接合(he)(he)面(mian)相(xiang)互接觸并進行加壓和熱處理。金(jin)屬微(wei)粒(li)的(de)(de)量(liang)減少(shao)至痕量(liang)或微(wei)量(liang)，在(zai)接合(he)(he)處理中(zhong)使(shi)用較低壓力(li)和溫度(du)，從而在(zai)接合(he)(he)界面(mian)中(zhong)防(fang)止金(jin)屬間(jian)化合(he)(he)物的(de)(de)產生(sheng)。

如日本專利4255652號所(suo)述，在此接合(he)方法的(de)(de)加壓(ya)和熱處(chu)理(li)中，將金(jin)屬(shu)(shu)(shu)工件中的(de)(de)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)原子(zi)用(yong)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)微(wei)粒中的(de)(de)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)原子(zi)替代，或作為另選將金(jin)屬(shu)(shu)(shu)微(wei)粒中的(de)(de)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)原子(zi)設置(zhi)在金(jin)屬(shu)(shu)(shu)工件中的(de)(de)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)原子(zi)之間(jian)，從而(er)開始接合(he)。

在此(ci)接(jie)合(he)方(fang)法中，通過(guo)激光燒蝕、高頻加(jia)熱熔(rong)化、阻抗加(jia)熱熔(rong)化或(huo)電弧熔(rong)化等將如(ru)金(jin)、銀或(huo)鉑等貴金(jin)屬(shu)氣(qi)化從而制備金(jin)屬(shu)微粒。于(yu)是，進行(xing)所謂的氣(qi)體中蒸發法。因(yin)此(ci)，在該接(jie)合(he)方(fang)法中，需要氣(qi)體中蒸發法用(yong)設備，使得需要大(da)型裝(zhuang)置，設施成本增加(jia)。

此(ci)外(wai)，在接合(he)(he)方(fang)法中，還需(xu)要用(yong)于在接合(he)(he)面上沉積(ji)金屬微粒的真空裝置，如真空室或泵。這也(ye)導致(zhi)大(da)型設(she)備(bei)和設(she)施成本增加。

鑒于上述問題(ti)，已知(zhi)有(you)國(guo)際公布WO 2009/131193號記(ji)載的(de)方(fang)(fang)法(利用銀(yin)納米(mi)顆粒來接(jie)(jie)合(he)金屬工件(jian))作(zuo)為低(di)成本和(he)操作(zuo)簡單(dan)的(de)接(jie)(jie)合(he)方(fang)(fang)法。在此接(jie)(jie)合(he)方(fang)(fang)法中，首先(xian)將粒徑為1～40nm的(de)銀(yin)納米(mi)顆粒和(he)反應促(cu)進劑(ji)與(yu)粘合(he)劑(ji)混合(he)。添加有(you)反應促(cu)進劑(ji)以促(cu)進銀(yin)納米(mi)顆粒之間的(de)反應(粘著或(huo)接(jie)(jie)合(he))，并含有(you)碳酸銀(yin)或(huo)氧(yang)化銀(yin)以及(ji)包(bao)括(kuo)其(qi)結晶體(ti)在內的(de)羧酸。

接(jie)(jie)(jie)下(xia)來(lai)，將接(jie)(jie)(jie)合(he)(he)(he)漿(jiang)涂(tu)布到金(jin)屬工(gong)件的(de)(de)接(jie)(jie)(jie)合(he)(he)(he)面，將兩個金(jin)屬工(gong)件以接(jie)(jie)(jie)合(he)(he)(he)面隔著其間設置的(de)(de)接(jie)(jie)(jie)合(he)(he)(he)漿(jiang)相(xiang)(xiang)互接(jie)(jie)(jie)觸的(de)(de)方式(shi)層疊。然后，在沿著使接(jie)(jie)(jie)合(he)(he)(he)面相(xiang)(xiang)互更近的(de)(de)方向施加(jia)(jia)負(fu)(fu)載(zai)的(de)(de)情況下(xia)將金(jin)屬工(gong)件加(jia)(jia)熱到例如(ru)250℃以上的(de)(de)溫度。在向金(jin)屬工(gong)件施加(jia)(jia)負(fu)(fu)載(zai)的(de)(de)情況下(xia)將接(jie)(jie)(jie)合(he)(he)(he)溫度保持10分鐘以上。結果(guo)，粘合(he)(he)(he)劑分解，銀(yin)納米顆(ke)粒相(xiang)(xiang)互附著，將金(jin)屬工(gong)件焙燒，使得接(jie)(jie)(jie)合(he)(he)(he)面接(jie)(jie)(jie)合(he)(he)(he)在一起。

技術實現要素：

在(zai)國際公布WO 2009/131193號記載的(de)接合方(fang)法(fa)中(zhong)，碳酸銀(yin)或氧化銀(yin)被還(huan)原而形成(cheng)較大的(de)銀(yin)顆(ke)粒(li)。因此(ci)，在(zai)此(ci)方(fang)法(fa)中(zhong)，在(zai)接合界面處同時(shi)存(cun)在(zai)銀(yin)納(na)米顆(ke)粒(li)和較大的(de)銀(yin)顆(ke)粒(li)。當存(cun)在(zai)這些(xie)具有顯著不同的(de)直徑的(de)顆(ke)粒(li)時(shi)，難以實現高接合強度(du)。

本發明的一般(ban)目的是提供包(bao)含彼(bi)此接合(he)的第一金屬(shu)(shu)工件和第二(er)金屬(shu)(shu)工件的接合(he)金屬(shu)(shu)制品。

本(ben)發明的主要(yao)目(mu)的是提供具有優異的接合強(qiang)度(du)的接合金屬制品。

本(ben)發明的(de)另一目的(de)是提供可以低成(cheng)本(ben)制(zhi)造的(de)接合金(jin)屬制(zhi)品。

根據(ju)本發(fa)明(ming)的一個方面，提供了(le)一種接合金屬(shu)制品，其包含接合在一起的第一金屬(shu)工件和第二金屬(shu)工件，其中，

各自含有具有比H₂更正的氧化(hua)還(huan)原(yuan)電位的金(jin)屬(shu)的金(jin)屬(shu)微粒(li)分(fen)散在第一金(jin)屬(shu)工件和(he)第二金(jin)屬(shu)工件中至少(shao)一個的晶粒(li)界(jie)面(mian)中，

在第一(yi)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)工(gong)件(jian)(jian)(jian)和第二金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)工(gong)件(jian)(jian)(jian)之(zhi)(zhi)間的接(jie)合界面處在第一(yi)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)工(gong)件(jian)(jian)(jian)中的金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)和第二金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)工(gong)件(jian)(jian)(jian)中的金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)之(zhi)(zhi)間形(xing)成金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)鍵(jian)，并且(qie)

在(zai)所(suo)述接合界面(mian)中不(bu)存在(zai)所(suo)述金屬(shu)微粒(li)和氧。

因此，在本發(fa)明(ming)中(zhong)，在接合界面中(zhong)不(bu)存在氧(yang)。換言之(zhi)，從金(jin)屬(shu)(shu)工件的(de)(de)接合面除去(qu)鈍化膜，露出活性的(de)(de)下方金(jin)屬(shu)(shu)材(cai)料，在下方金(jin)屬(shu)(shu)材(cai)料之(zhi)間形(xing)成(cheng)強金(jin)屬(shu)(shu)鍵(jian)。氧(yang)可以起到導(dao)致(zhi)脆(cui)性破裂的(de)(de)作(zuo)用。因此，金(jin)屬(shu)(shu)鍵(jian)的(de)(de)存在和氧(yang)的(de)(de)不(bu)存在導(dao)致(zhi)優異的(de)(de)接合強度(du)。

結果(guo)，在本(ben)發(fa)明的(de)接(jie)(jie)合(he)金(jin)屬(shu)(shu)制(zhi)品中，第(di)一和第(di)二金(jin)屬(shu)(shu)工件難以彼此分離。而且，接(jie)(jie)合(he)金(jin)屬(shu)(shu)制(zhi)品可以通過涂布(bu)金(jin)屬(shu)(shu)微粒然后接(jie)(jie)合(he)第(di)一和第(di)二金(jin)屬(shu)(shu)工件的(de)簡單(dan)程序以低成本(ben)制(zhi)造。

此外，由于金(jin)屬微(wei)粒(li)分散在(zai)第(di)一和第(di)二金(jin)屬工件中的(de)至少(shao)一個中，因(yin)此第(di)一或第(di)二金(jin)屬工件的(de)強度(du)(du)因(yin)金(jin)屬微(wei)粒(li)而改善(shan)。于是(shi)，不僅接合界面而且基材本身也顯(xian)示出(chu)優異的(de)強度(du)(du)。

順便說，金(jin)屬(shu)微粒可以(yi)例如含(han)有金(jin)屬(shu)微粒的金(jin)屬(shu)漿的形(xing)式涂(tu)布(bu)。

通常(chang)(chang)，接(jie)(jie)(jie)合(he)界(jie)面具(ju)有較(jiao)(jiao)高的(de)硬度，而各(ge)個金(jin)屬(shu)工件具(ju)有較(jiao)(jiao)低的(de)硬度。當(dang)高硬度層(ceng)(ceng)和低硬度層(ceng)(ceng)排列為相互更近時，通常(chang)(chang)產生殘(can)留應力(內(nei)(nei)應力)。因此，接(jie)(jie)(jie)合(he)金(jin)屬(shu)制品優(you)選具(ju)有下述梯(ti)(ti)度組(zu)成(cheng)：金(jin)屬(shu)微粒(li)的(de)量通常(chang)(chang)在(zai)更接(jie)(jie)(jie)近接(jie)(jie)(jie)合(he)界(jie)面的(de)晶粒(li)界(jie)面中較(jiao)(jiao)大并隨著(zhu)與接(jie)(jie)(jie)合(he)界(jie)面的(de)距離(li)增(zeng)大而減小。在(zai)具(ju)有此梯(ti)(ti)度組(zu)成(cheng)的(de)部分中，接(jie)(jie)(jie)合(he)金(jin)屬(shu)制品的(de)硬度逐漸變化。結果(guo)，由于該(gai)梯(ti)(ti)度組(zu)成(cheng)，內(nei)(nei)應力被弛豫。

優(you)選的(de)是(shi)，金屬微粒中(zhong)含有的(de)金屬具有氧吸收(shou)性。在此情況下，涂布至(zhi)接合(he)(he)面的(de)金屬微粒擴(kuo)散，同時捕獲氧，從而可以從接合(he)(he)界面容(rong)易地(di)除去氧。

第(di)(di)一(yi)金(jin)(jin)屬(shu)工(gong)(gong)(gong)件(jian)(jian)(jian)中(zhong)(zhong)的(de)金(jin)(jin)屬(shu)和(he)第(di)(di)二金(jin)(jin)屬(shu)工(gong)(gong)(gong)件(jian)(jian)(jian)中(zhong)(zhong)的(de)金(jin)(jin)屬(shu)可以具有不同熔(rong)點。在此(ci)情況下，金(jin)(jin)屬(shu)微粒分散(san)在第(di)(di)一(yi)金(jin)(jin)屬(shu)工(gong)(gong)(gong)件(jian)(jian)(jian)或第(di)(di)二金(jin)(jin)屬(shu)工(gong)(gong)(gong)件(jian)(jian)(jian)中(zhong)(zhong)具有較低熔(rong)點的(de)工(gong)(gong)(gong)件(jian)(jian)(jian)中(zhong)(zhong)的(de)晶粒界(jie)面(mian)中(zhong)(zhong)。而(er)且(qie)，由于第(di)(di)一(yi)金(jin)(jin)屬(shu)工(gong)(gong)(gong)件(jian)(jian)(jian)和(he)第(di)(di)二金(jin)(jin)屬(shu)工(gong)(gong)(gong)件(jian)(jian)(jian)中(zhong)(zhong)的(de)金(jin)(jin)屬(shu)之間的(de)接合(he)界(jie)面(mian)處的(de)金(jin)(jin)屬(shu)鍵所致，由第(di)(di)一(yi)金(jin)(jin)屬(shu)工(gong)(gong)(gong)件(jian)(jian)(jian)中(zhong)(zhong)的(de)金(jin)(jin)屬(shu)和(he)第(di)(di)二金(jin)(jin)屬(shu)工(gong)(gong)(gong)件(jian)(jian)(jian)中(zhong)(zhong)的(de)金(jin)(jin)屬(shu)產生(sheng)金(jin)(jin)屬(shu)間化合(he)物(wu)。

在此(ci)情(qing)況下(xia)，低熔點(dian)金(jin)(jin)屬(shu)工件的(de)強度因(yin)擴(kuo)散的(de)金(jin)(jin)屬(shu)微粒而增(zeng)加。而且，通過金(jin)(jin)屬(shu)間化合物可以實現(xian)令人滿意(yi)的(de)接合強度。

由上述(shu)說明可知，第(di)一(yi)和第(di)二(er)金(jin)屬(shu)工件(jian)中的金(jin)屬(shu)可以是(shi)相(xiang)同(tong)金(jin)屬(shu)或不同(tong)金(jin)屬(shu)。例如，按照日本工業標準(JIS)的SCM的鉻鉬鋼是(shi)相(xiang)同(tong)金(jin)屬(shu)。于是(shi)，例如，SCM430和SCM440是(shi)相(xiang)同(tong)金(jin)屬(shu)。

同時，在第一(yi)(yi)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)工(gong)(gong)(gong)件(jian)中(zhong)具有(you)(you)最高(gao)組成(cheng)比(bi)的(de)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)元(yuan)素不同于第二金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)工(gong)(gong)(gong)件(jian)中(zhong)具有(you)(you)最高(gao)組成(cheng)比(bi)的(de)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)元(yuan)素的(de)情況(kuang)下，第一(yi)(yi)和第二金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)工(gong)(gong)(gong)件(jian)中(zhong)的(de)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)被認為(wei)是不同金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)。例如，在第一(yi)(yi)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)工(gong)(gong)(gong)件(jian)含有(you)(you)Fe作為(wei)具有(you)(you)最高(gao)組成(cheng)比(bi)的(de)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)元(yuan)素而第二金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)工(gong)(gong)(gong)件(jian)含有(you)(you)Al作為(wei)具有(you)(you)最高(gao)組成(cheng)比(bi)的(de)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)元(yuan)素的(de)情況(kuang)下，第一(yi)(yi)和第二金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)工(gong)(gong)(gong)件(jian)中(zhong)的(de)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)是不同金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)。

當接(jie)(jie)合界(jie)面(mian)(mian)的(de)(de)(de)厚度(du)(du)在(zai)(zai)適當范圍時，第一和第二(er)金屬(shu)工件顯示出(chu)令人滿意(yi)的(de)(de)(de)接(jie)(jie)合強度(du)(du)。優選的(de)(de)(de)是，接(jie)(jie)合界(jie)面(mian)(mian)的(de)(de)(de)厚度(du)(du)為0.1μm～1.8μm。在(zai)(zai)此情況下，在(zai)(zai)接(jie)(jie)合金屬(shu)制品的(de)(de)(de)斷裂(lie)試驗中(zhong)，不(bu)是在(zai)(zai)接(jie)(jie)合界(jie)面(mian)(mian)中(zhong)而(er)是在(zai)(zai)金屬(shu)工件本身中(zhong)引(yin)起斷裂(lie)。接(jie)(jie)合界(jie)面(mian)(mian)的(de)(de)(de)厚度(du)(du)更優選為0.3μm～1.6μm，再優選0.5μm～1.3μm。

金(jin)屬微粒用材(cai)料的(de)(de)優(you)(you)選實例包括銀(yin)(yin)。銀(yin)(yin)顯示(shi)出(chu)優(you)(you)異的(de)(de)氧吸收性。而且，銀(yin)(yin)的(de)(de)有(you)利之處在(zai)于較廉(lian)價的(de)(de)銀(yin)(yin)漿容易(yi)獲得(de)，并顯示(shi)出(chu)低環境負荷(he)。

附圖說明

圖(tu)1是本發明的第一實施方式(shi)的接合金屬(shu)制品(pin)的縱斷面(mian)側視圖(tu)。

圖2是(shi)顯示使(shi)用(yong)鎳(nie)漿(jiang)制造(zao)的(de)接合(he)(he)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)制品(pin)、不使(shi)用(yong)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)漿(jiang)制造(zao)的(de)接合(he)(he)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)制品(pin)和使(shi)用(yong)銀漿(jiang)制造(zao)的(de)接合(he)(he)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)制品(pin)的(de)彎曲(qu)應力試驗結果的(de)圖。

圖(tu)3是顯(xian)示賤金(jin)(jin)屬(shu)到貴金(jin)(jin)屬(shu)的(de)氧化還(huan)原電位(wei)的(de)列表。

圖4是顯示接合強度與涂布至接合面的銀漿的露出面積(ji)之(zhi)間(jian)的關(guan)系的圖。

圖5是(shi)第一實施方式的(de)接合金屬制(zhi)品中(zhong)接合界面(mian)附近的(de)部分的(de)掃描(miao)電(dian)子顯微鏡(SEM)照片。

圖(tu)6是從上(shang)面的(de)第(di)二薄鋼板(ban)到下面的(de)第(di)一薄鋼板(ban)的(de)能量色散X射線(xian)光譜(pu)分(fen)析(EDX)測得的(de)銀的(de)深度方向分(fen)布(bu)圖(tu)。

圖7是(shi)本發明的(de)第(di)二實施方(fang)式(shi)的(de)接合(he)金屬制品(pin)的(de)縱斷面側視(shi)圖。

圖(tu)8是第二實(shi)施方(fang)式的接(jie)合金(jin)屬制(zhi)品中(zhong)接(jie)合界面附近的部分的SEM照片。

圖9是從薄鋁合(he)金板到(dao)薄鋼(gang)板的(de)EDX測(ce)得的(de)銀的(de)深(shen)度方向分(fen)布圖。

圖10是在不使用銀(yin)漿(jiang)接合薄(bo)鋁合金板和薄(bo)鋼板時通(tong)過(guo)微光譜分析測得的(de)氧的(de)深度方向(xiang)分布圖。

圖11是在使用銀(yin)漿接合(he)薄鋁合(he)金板和薄鋼板時通過微(wei)光譜分析測得(de)的氧的深度(du)方(fang)向(xiang)分布圖。

圖12是顯(xian)示(shi)通(tong)過(guo)不使用(yong)銀(yin)漿接(jie)合(he)(he)(he)薄鋁合(he)(he)(he)金板和薄鋼板制造的接(jie)合(he)(he)(he)金屬(shu)制品和通(tong)過(guo)使用(yong)銀(yin)漿接(jie)合(he)(he)(he)薄鋁合(he)(he)(he)金板和薄鋼板制造的接(jie)合(he)(he)(he)金屬(shu)制品中的薄鋁合(he)(he)(he)金板的硬度測量結(jie)果(guo)的圖。

圖13是顯(xian)示接(jie)合強度與接(jie)合界面(金屬間化合物(wu))的厚度之間的關系的圖。

圖14是顯示第一和第二金屬(shu)工件的組合的矩(ju)陣(zhen)圖。

圖15是通過接合(he)具有近似截(jie)錐形狀(zhuang)的第一金(jin)屬(shu)工件和(he)具有近似柱狀(zhuang)的第二金(jin)屬(shu)工件制(zhi)造的發動機閥(接合(he)金(jin)屬(shu)制(zhi)品)的整體示(shi)意側視(shi)圖。

具體實施方式

下面將參照附圖詳(xiang)細(xi)說明(ming)本發(fa)明(ming)的接(jie)合(he)金屬制品的若干優選(xuan)實施方(fang)式。

在第(di)一(yi)實施方式中，使用含有相同金(jin)屬(鋼板(ban))的第(di)一(yi)和第(di)二金(jin)屬工件。下(xia)面將說(shuo)明第(di)一(yi)實施方式。

圖(tu)1是第(di)一實施方(fang)式(shi)的接(jie)合(he)金屬(shu)制品(pin)(pin)10的縱斷面側(ce)視圖(tu)。接(jie)合(he)金屬(shu)制品(pin)(pin)10通過將第(di)一薄(bo)(bo)鋼板(ban)12(第(di)一金屬(shu)工(gong)(gong)件)和第(di)二(er)薄(bo)(bo)鋼板(ban)14(第(di)二(er)金屬(shu)工(gong)(gong)件)在(zai)如(ru)超(chao)聲接(jie)合(he)方(fang)法或摩擦壓接(jie)方(fang)法等方(fang)法中接(jie)合(he)在(zai)一起而得(de)到。

例如，第一薄鋼(gang)板12和第二薄鋼(gang)板14含有鉻鉬鋼(gang)。該(gai)鋼(gang)材的具體(ti)實例包括按照(zhao)日本工(gong)業標(biao)準(JIS)的SCM420相(xiang)當材料(liao)。

下面將說(shuo)明第一薄鋼板(ban)12和第二薄鋼板(ban)14的(de)接(jie)合。首(shou)先(xian)，通過將金(jin)屬微粒分散在分散介質中制得金(jin)屬漿，并(bing)涂(tu)布(bu)到第一薄鋼板(ban)12的(de)接(jie)合面和第二薄鋼板(ban)14的(de)接(jie)合面中的(de)至(zhi)少一個。

圖2是顯示接合金屬制品的彎曲應力試驗結果的圖。測試制品包括：使用含有鎳微粒(Ni具有比H₂更負的氧化還原電位)的鎳漿作為金屬漿、將鎳漿涂布到接合面并在摩擦壓接法中接合第一薄鋼板12和第二薄鋼板14制造的接合金屬制品；在摩擦壓接法中不使用金屬漿接合第一薄鋼板12和第二薄鋼板14制造的接合金屬制品；和使用含有銀微粒(Ag具有比H₂更(geng)正(zheng)的(de)氧化(hua)還原電位)的(de)銀漿、將銀漿涂布到接(jie)合面(mian)并在摩(mo)擦壓接(jie)法中接(jie)合第(di)一薄(bo)鋼板12和第(di)二(er)薄(bo)鋼板14制造的(de)接(jie)合金(jin)(jin)(jin)(jin)屬制品。將使用(yong)鎳(nie)漿或(huo)不(bu)使用(yong)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬漿制造的(de)接(jie)合金(jin)(jin)(jin)(jin)屬制品在接(jie)合界(jie)面(mian)處分離(li)(斷裂)。不(bu)使用(yong)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬漿制造的(de)接(jie)合金(jin)(jin)(jin)(jin)屬制品顯示出更(geng)高的(de)斷裂應力(li)。

使用(yong)銀(yin)漿制造(zao)(zao)的(de)接合金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)制品顯示出比不使用(yong)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)漿制造(zao)(zao)的(de)接合金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)制品更高的(de)斷裂(lie)應力。在使用(yong)銀(yin)漿制造(zao)(zao)的(de)接合金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)制品中，不是接合界面而是賤金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)材料(第一(yi)薄鋼板(ban)12)斷裂(lie)。

在(zai)第一和(he)第二金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)工(gong)件中(zhong)使用(yong)(yong)不同金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)制(zhi)(zhi)造(zao)的(de)接合金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)制(zhi)(zhi)品(pin)、在(zai)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)漿用(yong)(yong)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)微粒中(zhong)使用(yong)(yong)鎳以(yi)外的(de)賤(jian)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)制(zhi)(zhi)造(zao)的(de)接合金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)制(zhi)(zhi)品(pin)和(he)在(zai)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)漿用(yong)(yong)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)微粒中(zhong)使用(yong)(yong)銀以(yi)外的(de)貴金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)制(zhi)(zhi)造(zao)的(de)接合金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)制(zhi)(zhi)品(pin)顯示(shi)出相同趨勢。

于是，選擇具有比H₂更正的(de)(de)氧化還原(yuan)(yuan)電位(wei)的(de)(de)金(jin)(jin)(jin)屬作為金(jin)(jin)(jin)屬微(wei)粒的(de)(de)成(cheng)分以(yi)實現(xian)比不使用金(jin)(jin)(jin)屬漿(jiang)(jiang)制(zhi)造的(de)(de)接(jie)(jie)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)屬制(zhi)品更高的(de)(de)接(jie)(jie)合(he)(he)強度。該金(jin)(jin)(jin)屬的(de)(de)具體(ti)實例(li)包括Cu(銅)、Ag(銀)、鉑(Pd)和(he)鉑(Pt)等，由顯(xian)示賤/貴金(jin)(jin)(jin)屬的(de)(de)氧化還原(yuan)(yuan)電位(wei)的(de)(de)圖3可(ke)知。從成(cheng)本和(he)接(jie)(jie)合(he)(he)強度角度優選含有銀微(wei)粒的(de)(de)銀漿(jiang)(jiang)。在以(yi)下實施例(li)中使用銀漿(jiang)(jiang)。

優(you)選的(de)(de)(de)是，銀(yin)(yin)漿(jiang)含(han)(han)有(you)(you)平(ping)均粒(li)(li)(li)徑小(xiao)于(yu)1μm(例(li)如(ru)，1nm～100nm)的(de)(de)(de)銀(yin)(yin)微粒(li)(li)(li)，即，所謂的(de)(de)(de)銀(yin)(yin)納(na)米顆(ke)粒(li)(li)(li)。銀(yin)(yin)漿(jiang)可(ke)以含(han)(han)有(you)(you)具有(you)(you)更大的(de)(de)(de)平(ping)均粒(li)(li)(li)徑(例(li)如(ru)，1μm～5μm)銀(yin)(yin)微米顆(ke)粒(li)(li)(li)。含(han)(han)有(you)(you)這樣的(de)(de)(de)微米顆(ke)粒(li)(li)(li)的(de)(de)(de)銀(yin)(yin)漿(jiang)有(you)(you)利地能夠降低接合費(fei)用(yong)，因(yin)為其與含(han)(han)有(you)(you)納(na)米顆(ke)粒(li)(li)(li)的(de)(de)(de)銀(yin)(yin)漿(jiang)相比可(ke)以更低價(jia)獲得。應理解，銀(yin)(yin)漿(jiang)可(ke)以含(han)(han)有(you)(you)平(ping)均粒(li)(li)(li)徑大于(yu)100nm但小(xiao)于(yu)1μm、例(li)如(ru)500nm(0.5μm)的(de)(de)(de)銀(yin)(yin)微粒(li)(li)(li)。

銀漿可(ke)以(yi)通過將(jiang)上述銀微粒分(fen)(fen)散(san)在分(fen)(fen)散(san)介(jie)質(zhi)中而制得(de)。分(fen)(fen)散(san)介(jie)質(zhi)的(de)優選實(shi)例(li)包(bao)括極(ji)性溶(rong)劑，如芳(fang)香醇(chun)(例(li)如，苯甲(jia)醇(chun))、丙二(er)醇(chun)單(dan)(dan)甲(jia)基(ji)醚乙(yi)酸(suan)酯(zhi)(PEGMEA)、聚乙(yi)二(er)醇(chun)單(dan)(dan)甲(jia)基(ji)丙烯酸(suan)酯(zhi)(PEGMA)和(he)松油醇(chun)。可(ke)以(yi)向(xiang)極(ji)性溶(rong)劑中加入不(bu)飽和(he)脂(zhi)肪酸(suan)酯(zhi)的(de)分(fen)(fen)散(san)劑。

可以通過如絲網印(yin)刷、移印(yin)、刮涂和(he)刷涂等已知涂布(bu)方(fang)法將銀漿涂布(bu)到第一薄(bo)鋼板12的接合面(mian)和(he)第二(er)薄(bo)鋼板14的接合面(mian)中的至少一個。

在(zai)銀(yin)漿中(zhong)銀(yin)微粒的(de)(de)含(han)量或(huo)涂(tu)布的(de)(de)銀(yin)漿量過小的(de)(de)情況中(zhong)，不能實現足夠的(de)(de)接(jie)合(he)強度。因此(ci)，優(you)選的(de)(de)是(shi)，通過控制銀(yin)顆粒的(de)(de)粒徑、含(han)量和(he)涂(tu)布量將每(mei)單位(wei)重量的(de)(de)銀(yin)的(de)(de)露出面積增(zeng)大到一定值以上。

圖4是顯示接合強度與涂布至接合面的銀漿的露出面積之間的關系的圖。由圖4可見，當露出面積為5.8×10¹²m²/g以上時，可以實現優異的接(jie)合強度(du)，與基(ji)材(第一(yi)薄(bo)(bo)鋼板12或第二薄(bo)(bo)鋼板14)的強度(du)相(xiang)當。而在其(qi)他金(jin)屬部件用作第一(yi)和第二金(jin)屬工(gong)件的情況中，顯示出相(xiang)同趨勢(shi)。

例如，當銀(yin)顆粒具有平均粒徑(jing)2r時(shi)，近(jin)似球(qiu)的表面積Sr通過下式(1)計(ji)算：

Sr＝4×π×r²…(1)

每單位體積的Ag的重量為10.49×10^-6g/m³。因此，一(yi)個銀顆粒(li)的體(ti)積(ji)V和(he)(he)重量w分別通(tong)過(guo)下式(2)和(he)(he)(3)計(ji)算：

V＝(4/3)×π×r³…(2)

w＝V×10.49×10^-6…(3)

銀漿中銀顆粒的量由銀漿的重量和銀含量的乘積得到。例如，當銀漿中銀顆粒的含量為77.5％并且銀漿的涂布量為0.16μg/mm²時，銀顆粒的數量N通(tong)過(guo)下式(shi)(4)計算：

N＝(0.16×0.775)/w…(4)

于是，銀顆粒的露出面(mian)積A通過下式(5)計算(suan)：

A＝(N×Sr)/銀漿涂(tu)布(bu)量…(5)

由式(5)可知，通過將銀微粒的平均粒徑控制為小于77nm，銀微粒的露出面積可以增大到5.8×10¹²m²/g以(yi)(yi)上。應理解，即(ji)使(shi)平(ping)均粒(li)徑為(wei)77nm以(yi)(yi)上，通(tong)過增加接合面(mian)的(de)每單位面(mian)積涂布的(de)銀漿量也可以(yi)(yi)實現優選的(de)露出面(mian)積。

在摩擦壓(ya)接(jie)法中(zhong)，將第(di)(di)一(yi)薄(bo)鋼(gang)板(ban)(ban)12固(gu)(gu)定到第(di)(di)一(yi)旋(xuan)轉(zhuan)支(zhi)架(jia)(jia)，同時將第(di)(di)二(er)薄(bo)鋼(gang)板(ban)(ban)14固(gu)(gu)定到第(di)(di)二(er)旋(xuan)轉(zhuan)支(zhi)架(jia)(jia)，并旋(xuan)轉(zhuan)致(zhi)動(dong)第(di)(di)一(yi)和第(di)(di)二(er)旋(xuan)轉(zhuan)支(zhi)架(jia)(jia)。然后，可以使第(di)(di)一(yi)薄(bo)鋼(gang)板(ban)(ban)12和第(di)(di)二(er)薄(bo)鋼(gang)板(ban)(ban)14相互(hu)更接(jie)近成為相互(hu)滑動(dong)接(jie)觸。

在(zai)超(chao)聲接(jie)合(he)(he)法中，將(jiang)第一薄鋼(gang)板(ban)(ban)(ban)12和(he)(he)第二(er)(er)薄鋼(gang)板(ban)(ban)(ban)14以接(jie)合(he)(he)面設置(zhi)為隔著位(wei)于其間(jian)的(de)銀漿彼此(ci)相(xiang)對的(de)方式(shi)重合(he)(he)形成重疊部。例如(ru)，將(jiang)第一薄鋼(gang)板(ban)(ban)(ban)12固定在(zai)預定位(wei)置(zhi)，使超(chao)聲變(bian)幅(fu)桿(gan)與第一薄鋼(gang)板(ban)(ban)(ban)12和(he)(he)第二(er)(er)薄鋼(gang)板(ban)(ban)(ban)14的(de)重疊部接(jie)觸。然后，由來自(zi)超(chao)聲變(bian)幅(fu)桿(gan)的(de)超(chao)聲波產生(sheng)的(de)振(zhen)動經第二(er)(er)薄鋼(gang)板(ban)(ban)(ban)14傳遞到接(jie)合(he)(he)面和(he)(he)銀漿，同(tong)時(shi)沿使接(jie)合(he)(he)面相(xiang)互更(geng)接(jie)近的(de)方向向第一薄鋼(gang)板(ban)(ban)(ban)12和(he)(he)第二(er)(er)薄鋼(gang)板(ban)(ban)(ban)14施加負載。

在(zai)該接合(he)方法中，銀(yin)(yin)漿的分(fen)散介質(zhi)氣化，銀(yin)(yin)微(wei)粒擴(kuo)散到(dao)第(di)(di)一(yi)薄(bo)鋼(gang)(gang)(gang)板(ban)12或第(di)(di)二薄(bo)鋼(gang)(gang)(gang)板(ban)14中。而且，在(zai)第(di)(di)一(yi)薄(bo)鋼(gang)(gang)(gang)板(ban)12和第(di)(di)二薄(bo)鋼(gang)(gang)(gang)板(ban)14之間(jian)(jian)引(yin)起固相擴(kuo)散接合(he)。結果，在(zai)第(di)(di)一(yi)薄(bo)鋼(gang)(gang)(gang)板(ban)12和第(di)(di)二薄(bo)鋼(gang)(gang)(gang)板(ban)14之間(jian)(jian)形(xing)成接合(he)界面。

圖(tu)5是(shi)接合界(jie)面(mian)附近的(de)部分(fen)的(de)掃描電子顯微(wei)鏡(jing)(SEM)照片。如圖(tu)5所示(shi)，銀微(wei)粒(li)近似均勻地擴(kuo)散(san)在第(di)一薄(bo)(bo)鋼(gang)板(ban)(ban)12和(he)第(di)二(er)薄(bo)(bo)鋼(gang)板(ban)(ban)14中(zhong)(zhong)，并(bing)分(fen)散(san)在第(di)一薄(bo)(bo)鋼(gang)板(ban)(ban)12和(he)第(di)二(er)薄(bo)(bo)鋼(gang)板(ban)(ban)14的(de)晶界(jie)中(zhong)(zhong)。第(di)一薄(bo)(bo)鋼(gang)板(ban)(ban)12和(he)第(di)二(er)薄(bo)(bo)鋼(gang)板(ban)(ban)14的(de)強度和(he)硬度等(deng)因(yin)銀擴(kuo)散(san)而(er)改善。盡(jin)管在圖(tu)5中(zhong)(zhong)銀微(wei)粒(li)被圓(yuan)圈(quan)包(bao)圍以有(you)利于識別(bie)該顆(ke)粒(li)，然而(er)在金屬結構中(zhong)(zhong)當然不存在圓(yuan)圈(quan)。這樣(yang)的(de)圓(yuan)圈(quan)還示(shi)于圖(tu)8。

圖(tu)6是從上(shang)面(mian)的(de)(de)第二(er)薄鋼(gang)(gang)板(ban)14到(dao)下面(mian)的(de)(de)第一薄鋼(gang)(gang)板(ban)12的(de)(de)能量(liang)色(se)散X射(she)線光譜分(fen)析(EDX)測得的(de)(de)銀(yin)的(de)(de)深(shen)度(du)方向分(fen)布圖(tu)。圖(tu)6所示(shi)的(de)(de)豎實(shi)線表示(shi)接合(he)界(jie)(jie)面(mian)。如圖(tu)6所示(shi)，接合(he)界(jie)(jie)面(mian)處(chu)的(de)(de)峰強度(du)近似等于(yu)背景強度(du)，在(zai)接合(he)界(jie)(jie)面(mian)周圍觀察到(dao)具有足夠強度(du)的(de)(de)峰。因此，可知在(zai)接合(he)界(jie)(jie)面(mian)中不存在(zai)銀(yin)微粒，銀(yin)微粒分(fen)散在(zai)第一薄鋼(gang)(gang)板(ban)12和第二(er)薄鋼(gang)(gang)板(ban)14中。基于(yu)此結果(guo)，推(tui)定銀(yin)漿中的(de)(de)銀(yin)微粒不直(zhi)接參與接合(he)。

由圖6還可知，銀(yin)峰強度隨(sui)著與接合界面的距離增大(da)而(er)減小。這意味著，擴(kuo)散(san)的銀(yin)微粒的密度隨(sui)著與接合界面的距離增大(da)而(er)逐漸(jian)減小。于是，含有(you)(you)(you)擴(kuo)散(san)的銀(yin)微粒的部分(fen)具(ju)有(you)(you)(you)梯度組成(cheng)。含有(you)(you)(you)擴(kuo)散(san)的銀(yin)微粒的部分(fen)(具(ju)有(you)(you)(you)梯度組成(cheng)的部分(fen))是在第一薄鋼板(ban)12和第二薄鋼板(ban)14各(ge)自中從(cong)接合界面起在深度方向上具(ju)有(you)(you)(you)約(yue)10μm的長(chang)度(即(ji)，具(ju)有(you)(you)(you)約(yue)20μm的總長(chang)度)的區(qu)域。

在(zai)(zai)除了不使(shi)用(yong)(yong)銀(yin)漿以外以相(xiang)同方式接合第(di)(di)一薄(bo)鋼板(ban)12和(he)第(di)(di)二薄(bo)鋼板(ban)14的(de)情(qing)況中，在(zai)(zai)使(shi)用(yong)(yong)電子束微分(fen)析(xi)儀(EPMA)的(de)元素(su)分(fen)析(xi)中在(zai)(zai)接合界面(mian)檢測到氧。相(xiang)反，在(zai)(zai)使(shi)用(yong)(yong)銀(yin)漿的(de)情(qing)況中，在(zai)(zai)使(shi)用(yong)(yong)EPMA的(de)元素(su)分(fen)析(xi)中在(zai)(zai)接合界面(mian)未檢測到氧。由分(fen)析(xi)結果可見，銀(yin)微粒擴散在(zai)(zai)第(di)(di)一薄(bo)鋼板(ban)12和(he)第(di)(di)二薄(bo)鋼板(ban)14中，同時捕獲氧，使(shi)得(de)接合界面(mian)中不存在(zai)(zai)氧。

在(zai)(zai)以上(shang)述方(fang)式通(tong)過銀微粒捕獲氧的(de)(de)(de)(de)情況中(zhong)(zhong)，鈍化膜減(jian)少和從接(jie)合界面(mian)除去(qu)，并在(zai)(zai)接(jie)合界面(mian)露出下面(mian)的(de)(de)(de)(de)活性金(jin)屬(shu)材(cai)(cai)料(liao)。此(ci)外，在(zai)(zai)下面(mian)的(de)(de)(de)(de)金(jin)屬(shu)材(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)表(biao)面(mian)上(shang)也不會(hui)再次(ci)形成鈍化膜，因為氣氛中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)氧也被銀微粒捕獲。因此(ci)，在(zai)(zai)下面(mian)的(de)(de)(de)(de)金(jin)屬(shu)材(cai)(cai)料(liao)之間可以容(rong)易地形成金(jin)屬(shu)鍵。

結果，在下面的金屬(shu)材料之間形成強(qiang)金屬(shu)鍵，并且由于氧的不存(cun)在而(er)防止脆(cui)性破裂，從(cong)而(er)在接合界面附近改(gai)善了接合強(qiang)度。

在金屬漿含有具有比H₂更正的氧化還原電位的銀以外的金屬微粒的情況中，觀察到相同行為。通過使用含有具有比H₂更正的(de)氧化還原電(dian)位的(de)金屬(shu)(shu)微粒的(de)金屬(shu)(shu)漿而(er)改善了接合強度。推定(ding)如此是因為(wei)金屬(shu)(shu)充當捕(bu)獲氧的(de)氧清除劑，因此在下面的(de)金屬(shu)(shu)材料之(zhi)間(jian)形(xing)成金屬(shu)(shu)鍵。

在(zai)(zai)(zai)第(di)一(yi)實(shi)施方式中(zhong)，第(di)一(yi)金(jin)屬(shu)工(gong)件和第(di)二(er)金(jin)屬(shu)工(gong)件含有相同的(de)金(jin)屬(shu)，接合(he)界(jie)面被定義為形成(cheng)上述金(jin)屬(shu)鍵并且不存在(zai)(zai)(zai)氧的(de)區域(在(zai)(zai)(zai)深度(du)方向分布圖中(zhong)峰強(qiang)度(du)近似等于(yu)背(bei)景強(qiang)度(du)或可忽略地低)。接合(he)界(jie)面的(de)厚(hou)度(du)取(qu)決于(yu)接合(he)過(guo)程的(de)負(fu)載，隨(sui)著負(fu)載變(bian)得更大(da)而(er)增大(da)。

當接(jie)合(he)界面(mian)具有(you)過大(da)的(de)(de)厚度(du)時(shi)，接(jie)合(he)界面(mian)和第一薄(bo)鋼(gang)板12或第二薄(bo)鋼(gang)板14之間的(de)(de)內應力差(cha)增(zeng)大(da)，由(you)此降低(di)接(jie)合(he)強度(du)。從防止(zhi)該降低(di)的(de)(de)角(jiao)度(du)，優選(xuan)的(de)(de)是接(jie)合(he)界面(mian)的(de)(de)厚度(du)為0.1μm～1.8μm。在超聲(sheng)接(jie)合(he)法中，施加的(de)(de)負載可以(yi)為30MPa～50MPa，來(lai)自(zi)超聲(sheng)變幅桿的(de)(de)超聲(sheng)波輸出在2kHz的(de)(de)頻率下可以(yi)具有(you)900W～3000W的(de)(de)強度(du)。

接合界面的厚度(du)更優(you)選(xuan)0.3μm～1.6μm，更優(you)選(xuan)0.5μm～1.3μm，最(zui)優(you)選(xuan)1μm。

接(jie)著，將在下(xia)文說明(ming)第二實施(shi)方式。在第二實施(shi)方式中，使用含(han)有不(bu)同(tong)金屬的第一(yi)和第二金屬工件(jian)。

圖(tu)7是第二實施(shi)方式的接(jie)(jie)合(he)金屬制(zhi)品20的縱斷面側視圖(tu)。接(jie)(jie)合(he)金屬制(zhi)品20通過以與第一實施(shi)方式相同的方式在如超聲接(jie)(jie)合(he)法或(huo)摩擦壓接(jie)(jie)法等接(jie)(jie)合(he)方法中(zhong)將薄鋁(lv)合(he)金板22(第一金屬工件)和薄鋼板24(第二金屬工件)接(jie)(jie)合(he)在一起(qi)而(er)獲得。

薄鋁合金板(ban)22的(de)(de)材(cai)(cai)料的(de)(de)優選(xuan)實例包(bao)(bao)括按照JIS的(de)(de)ADC12相(xiang)當材(cai)(cai)料。另(ling)一方面，薄鋼(gang)板(ban)24的(de)(de)材(cai)(cai)料的(de)(de)優選(xuan)實例包(bao)(bao)括鉻(ge)鉬鋼(gang)，如第(di)一薄鋼(gang)板(ban)12中那樣(yang)的(de)(de)SCM420相(xiang)當材(cai)(cai)料。在這種組合中，ADC12相(xiang)當材(cai)(cai)料具有降低的(de)(de)熔點。

薄鋁合金板22和薄鋼板24使用金屬漿、優選使用銀漿以與第一實施方式相同的方式接合。按照與第一實施方式相同的方式，涂布至接合面的銀漿中的銀微粒優選具有5.8×10¹²m²/g以上的露出面積。

圖(tu)8是接(jie)合(he)金(jin)屬制(zhi)品20中(zhong)接(jie)合(he)界(jie)(jie)(jie)面(mian)附(fu)近的部分的SEM照片。左邊的黑色區域對(dui)應(ying)于(yu)薄鋁合(he)金(jin)板(ban)22(ADC12相當材料)，右(you)邊的白色區域對(dui)應(ying)于(yu)薄鋼板(ban)24(SCM420相當材料)，中(zhong)間的灰(hui)色區域對(dui)應(ying)于(yu)接(jie)合(he)界(jie)(jie)(jie)面(mian)，虛線(xian)表示(shi)晶粒界(jie)(jie)(jie)面(mian)。由圖(tu)8可顯見，在(zai)第(di)二實施方(fang)式中(zhong)銀顆(ke)粒也(ye)沿晶粒界(jie)(jie)(jie)面(mian)分散(san)。

銀顆粒優先擴散到(dao)(dao)(dao)具(ju)有較低熔點的(de)薄(bo)鋁(lv)合(he)金(jin)板(ban)(ban)(ban)22中(zhong)(zhong)，在(zai)(zai)(zai)薄(bo)鋼板(ban)(ban)(ban)24的(de)晶(jing)粒界面中(zhong)(zhong)觀察不到(dao)(dao)(dao)。這也得到(dao)(dao)(dao)圖(tu)(tu)9的(de)支持，圖(tu)(tu)9是從薄(bo)鋁(lv)合(he)金(jin)板(ban)(ban)(ban)22到(dao)(dao)(dao)薄(bo)鋼板(ban)(ban)(ban)24的(de)EDX測得的(de)銀的(de)深度方向分布圖(tu)(tu)。于是，在(zai)(zai)(zai)圖(tu)(tu)9中(zhong)(zhong)，在(zai)(zai)(zai)豎實線表(biao)示的(de)接合(he)界面中(zhong)(zhong)和薄(bo)鋼板(ban)(ban)(ban)24中(zhong)(zhong)未觀察到(dao)(dao)(dao)峰。相反(fan)，在(zai)(zai)(zai)薄(bo)鋁(lv)合(he)金(jin)板(ban)(ban)(ban)22中(zhong)(zhong)觀察到(dao)(dao)(dao)具(ju)有足夠強度的(de)峰。

銀顆粒擴散在具(ju)有(you)較低(di)熔(rong)點(dian)的(de)薄(bo)(bo)鋁合(he)(he)(he)金(jin)(jin)板(ban)22的(de)晶粒界面中(zhong)，由此(ci)改(gai)善薄(bo)(bo)鋁合(he)(he)(he)金(jin)(jin)板(ban)22的(de)強度(du)和硬度(du)等。例如(ru)，在使用納米壓痕儀(yi)的(de)測(ce)量(liang)中(zhong)，ADC12材料(liao)具(ju)有(you)約(yue)1700MPa的(de)平(ping)均硬度(du)，相反，使用銀漿制造(zao)的(de)接合(he)(he)(he)金(jin)(jin)屬制品20中(zhong)的(de)薄(bo)(bo)鋁合(he)(he)(he)金(jin)(jin)板(ban)22具(ju)有(you)3200MPa的(de)足夠高(gao)的(de)平(ping)均硬度(du)。應注(zhu)意，不使用銀漿制造(zao)的(de)接合(he)(he)(he)金(jin)(jin)屬制品中(zhong)的(de)薄(bo)(bo)鋁合(he)(he)(he)金(jin)(jin)板(ban)22的(de)平(ping)均硬度(du)近似等于(yu)或(huo)略高(gao)于(yu)ADC12材料(liao)。

擴(kuo)散的(de)銀微粒(li)的(de)密(mi)度(du)(du)隨著與接合(he)界面(mian)的(de)距(ju)離(li)增大而逐漸減(jian)小。因(yin)此，含有(you)擴(kuo)散的(de)銀微粒(li)的(de)部(bu)(bu)分(fen)具(ju)有(you)梯(ti)度(du)(du)組成。由圖9可見，含有(you)擴(kuo)散的(de)銀顆粒(li)的(de)部(bu)(bu)分(fen)(具(ju)有(you)梯(ti)度(du)(du)組成的(de)部(bu)(bu)分(fen))是從(cong)接合(he)界面(mian)至薄鋁合(he)金板22在深度(du)(du)方(fang)向上的(de)長度(du)(du)為約100μm以(yi)下的(de)區域。

由上述結果(guo)可見，在接合界面中(zhong)不存在銀微(wei)粒。基于此結果(guo)，推定在第(di)二實施(shi)方(fang)式中(zhong)銀漿中(zhong)的銀微(wei)粒也(ye)不直接參與接合。

圖10是通過微(wei)光(guang)譜(pu)分(fen)析測得的(de)不(bu)使(shi)(shi)用銀(yin)漿接合(he)的(de)薄(bo)(bo)鋁(lv)合(he)金板(ban)22和薄(bo)(bo)鋼(gang)(gang)板(ban)24的(de)氧(yang)(yang)的(de)深(shen)(shen)度方向(xiang)分(fen)布(bu)圖，圖11是通過微(wei)光(guang)譜(pu)分(fen)析測得的(de)使(shi)(shi)用銀(yin)漿接合(he)的(de)薄(bo)(bo)鋁(lv)合(he)金板(ban)22和薄(bo)(bo)鋼(gang)(gang)板(ban)24的(de)氧(yang)(yang)的(de)深(shen)(shen)度方向(xiang)分(fen)布(bu)圖。與圖10相比，在(zai)圖11中(zhong)更多的(de)氧(yang)(yang)清(qing)楚(chu)地(di)擴(kuo)散到薄(bo)(bo)鋁(lv)合(he)金板(ban)22中(zhong)。而且，在(zai)如EPMA等(deng)儀器(qi)分(fen)析中(zhong)，在(zai)接合(he)界面檢(jian)測不(bu)到氧(yang)(yang)。

由(you)結果可知，在此實施(shi)方式(shi)中(zhong)，銀微(wei)粒(li)也擴散在薄(bo)鋁合金板22中(zhong)，同時捕獲氧(yang)，使得接合界面中(zhong)不存在氧(yang)。

在第(di)二實施方(fang)式(shi)中(zhong)，鈍化(hua)膜也(ye)減少(shao)和從接合界(jie)面除去(qu)，并在接合界(jie)面露出下面的活(huo)性金(jin)屬材料(liao)。由露出的下面的金(jin)屬材料(liao)產生具有(you)金(jin)屬鍵的金(jin)屬間化(hua)合物。金(jin)屬間化(hua)合物為(wei)金(jin)屬類(lei)型，并具有(you)優(you)異的韌性。

金(jin)屬間化(hua)合(he)(he)物(wu)含有(you)來自薄鋼板24的(de)鐵(Fe)和來自薄鋁(lv)合(he)(he)金(jin)板22的(de)鋁(lv)(Al)。如上(shang)所述金(jin)屬間化(hua)合(he)(he)物(wu)不含有(you)氧，由此(ci)在(zai)化(hua)合(he)(he)物(wu)中難以引起脆性斷裂。

因為上述原因，產生金屬(shu)間化合(he)物，并導(dao)致優(you)異(yi)的(de)接合(he)強度。

通(tong)常，金屬間化合(he)物具有(you)(you)高(gao)硬(ying)度(du)(du)。因此，在第二實施方式(shi)中(zhong)(zhong)，接合(he)界(jie)面(mian)具有(you)(you)較(jiao)高(gao)硬(ying)度(du)(du)。同時，在薄(bo)鋁(lv)合(he)金板22和(he)薄(bo)鋼板24中(zhong)(zhong)，不含有(you)(you)擴散的(de)(de)銀(yin)微粒的(de)(de)內(nei)部(bu)具有(you)(you)較(jiao)低硬(ying)度(du)(du)。通(tong)常，當高(gao)硬(ying)度(du)(du)層和(he)低硬(ying)度(du)(du)層排列(lie)為相互(hu)接近時，常常產(chan)生殘留應力(li)(內(nei)應力(li))。不過，在第二實施方式(shi)中(zhong)(zhong)，在接合(he)界(jie)面(mian)和(he)內(nei)部(bu)之間形成具有(you)(you)梯度(du)(du)組成的(de)(de)部(bu)分(fen)，其中(zhong)(zhong)，擴散的(de)(de)銀(yin)顆粒的(de)(de)密度(du)(du)逐漸變化。

圖(tu)12是顯示通(tong)過不使用(yong)銀漿(jiang)(jiang)接合(he)(he)(he)薄(bo)鋁合(he)(he)(he)金(jin)板(ban)(ban)(ban)22和薄(bo)鋼板(ban)(ban)(ban)24制造的(de)接合(he)(he)(he)金(jin)屬制品(pin)中(zhong)的(de)薄(bo)鋁合(he)(he)(he)金(jin)板(ban)(ban)(ban)22和通(tong)過使用(yong)銀漿(jiang)(jiang)接合(he)(he)(he)薄(bo)鋁合(he)(he)(he)金(jin)板(ban)(ban)(ban)22和薄(bo)鋼板(ban)(ban)(ban)24制造的(de)接合(he)(he)(he)金(jin)屬制品(pin)20中(zhong)的(de)薄(bo)鋁合(he)(he)(he)金(jin)板(ban)(ban)(ban)22的(de)硬(ying)度(du)測量(liang)結果的(de)圖(tu)。使用(yong)納米印痕儀測量(liang)硬(ying)度(du)，水(shui)平軸表示與接合(he)(he)(he)界面的(de)距離(深(shen)度(du))。

由圖12可(ke)知(zhi)，在(zai)不使用銀漿(jiang)(jiang)制(zhi)造的接(jie)(jie)合(he)金屬制(zhi)品中，隨(sui)著與接(jie)(jie)合(he)界(jie)(jie)面(mian)的距離(li)增加，硬(ying)度(du)(du)(du)急劇降(jiang)低。相反，在(zai)使用銀漿(jiang)(jiang)制(zhi)造的接(jie)(jie)合(he)金屬制(zhi)品20中，硬(ying)度(du)(du)(du)適(shi)度(du)(du)(du)地降(jiang)低。在(zai)具(ju)有梯度(du)(du)(du)組成(cheng)(cheng)的部分(fen)中，硬(ying)度(du)(du)(du)逐漸(jian)變化。因此，內應力(li)在(zai)具(ju)有梯度(du)(du)(du)組成(cheng)(cheng)的部分(fen)中得(de)到弛豫從而防止在(zai)接(jie)(jie)合(he)界(jie)(jie)面(mian)處分(fen)離(li)。

通常，難以(yi)接(jie)合(he)由(you)如鋼材等鐵類合(he)金構成(cheng)的部(bu)件和由(you)鋁合(he)金構成(cheng)的部(bu)件。在(zai)第二實施方(fang)(fang)式(shi)中(zhong)，在(zai)不(bu)使用大型接(jie)合(he)設(she)備(bei)和復雜程序的情況下可以(yi)通過簡(jian)單的方(fang)(fang)法將這樣的部(bu)件容易地(di)接(jie)合(he)在(zai)一起。

在第二實施方(fang)式中，接合界(jie)面被定義(yi)為形成金(jin)(jin)屬(shu)間化合物以及金(jin)(jin)屬(shu)鍵并且不存在氧(yang)的區域。接合界(jie)面的厚度取決于接合過程的負載(zai)，隨著負載(zai)變得(de)更(geng)大而增加。

圖13是顯示接合(he)強(qiang)度(du)(du)(du)與(yu)接合(he)界(jie)面(金屬(shu)間化(hua)合(he)物)的(de)厚度(du)(du)(du)之間的(de)關(guan)系的(de)圖。由圖13可知，通(tong)過(guo)將接合(he)界(jie)面的(de)厚度(du)(du)(du)控制在0.1μm～1.8μm的(de)范圍內可以實現(xian)50MPa以上的(de)令(ling)人滿意(yi)的(de)接合(he)強(qiang)度(du)(du)(du)。

通過(guo)將(jiang)接(jie)(jie)合(he)(he)(he)(he)界(jie)面的(de)厚(hou)度(du)控(kong)制在0.3μm～1.6μm的(de)范圍(wei)內可以獲得60MPa以上(shang)的(de)接(jie)(jie)合(he)(he)(he)(he)強度(du)，通過(guo)將(jiang)厚(hou)度(du)控(kong)制在0.5μm～1.3μm的(de)范圍(wei)內可以獲得70MPa以上(shang)的(de)接(jie)(jie)合(he)(he)(he)(he)強度(du)。而且(qie)，通過(guo)將(jiang)厚(hou)度(du)控(kong)制在1μm可以獲得約80MPa的(de)接(jie)(jie)合(he)(he)(he)(he)強度(du)。

由結(jie)果可知，接合(he)界(jie)面(mian)的(de)厚度優(you)選為0.1μm～1.8μm，更優(you)選0.3μm～1.6μm，再優(you)選0.5μm～1.3μm，最優(you)選1μm。

本發明(ming)(ming)不限于第一和第二實施方式，在脫離本發明(ming)(ming)的范圍的情況下在其(qi)中可以(yi)作(zuo)出各種變化和修改(gai)。

例如，第(di)(di)一和(he)第(di)(di)二金(jin)屬(shu)(shu)(shu)工(gong)件不限于薄(bo)鋁合(he)金(jin)板(ban)22和(he)薄(bo)鋼(gang)板(ban)24，可以(yi)選自圖(tu)14所示的(de)(de)各(ge)種組(zu)合(he)。圖(tu)14中的(de)(de)術語"OK"指的(de)(de)是金(jin)屬(shu)(shu)(shu)工(gong)件可以(yi)相(xiang)互接(jie)合(he)。圖(tu)14中的(de)(de)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)元(yuan)素名稱是金(jin)屬(shu)(shu)(shu)工(gong)件中具有最(zui)高組(zu)成(cheng)比(bi)的(de)(de)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)元(yuan)素。因此，例如，"Ti"包括由純鈦構成(cheng)的(de)(de)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)工(gong)件和(he)由以(yi)最(zui)高組(zu)成(cheng)比(bi)含(han)有鈦的(de)(de)鈦合(he)金(jin)構成(cheng)的(de)(de)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)工(gong)件。

第(di)一和第(di)二(er)金(jin)屬工(gong)(gong)件的(de)(de)形狀(zhuang)不限于上述(shu)板狀(zhuang)。例(li)如(ru)，如(ru)圖15所(suo)示(shi)，第(di)一金(jin)屬工(gong)(gong)件可(ke)(ke)(ke)以(yi)為(wei)具(ju)有(you)近似截錐形狀(zhuang)的(de)(de)傘(san)狀(zhuang)部30，第(di)二(er)金(jin)屬工(gong)(gong)件可(ke)(ke)(ke)以(yi)為(wei)具(ju)有(you)長(chang)長(chang)的(de)(de)小直徑的(de)(de)近似柱狀(zhuang)的(de)(de)軸部32。通過將傘(san)狀(zhuang)部30和軸部32接(jie)合(he)在一起，可(ke)(ke)(ke)以(yi)制(zhi)得發(fa)動機閥34作為(wei)接(jie)合(he)金(jin)屬制(zhi)品。

在此情(qing)況下，傘狀部(bu)可以(yi)含有(you)(you)鎳合(he)金，軸部(bu)可以(yi)含有(you)(you)耐熱馬氏體(ti)鋼(如SUH11)。