拡散接合とフォトエッチングの組み合わせにより、
内部が3D構造の金属パーツも自由自在に製造
拡散接合は、金属表面同士を原子レベルで近接させることで金属同士を接合させる加工方法です。これにより、内部が3D構造の金属パーツも自由自在に作れます。金属と金属の接合においては、接着剤やスポット溶接が一般的ですが、高温で剥がれる、洗浄がしづらい、隙間ができてしまう、といった難点があります。
それに対して、拡散接合は微細かつ立体的な成形が可能な加工技術で、寸法精度に優れているほか、⾧期使用、洗浄など、過酷な環境でも信頼性が高い技術です。
UPTでは、拡散接合技術を用いた金属部品製造を試作～量産までワンストップで対応可能です。短納期対応もご相談ください。
拡散接合の原理（メカニズム）
拡散接合技術は、金属表面同士を近接させて、原子レベルの結合を実現する方法です。この技術では、二つの金属を加熱および加圧することにより、固相状態のまま接合します。
具体的には、金属表面を接触させ、その界面における拡散現象を促進させるために適切な温度と圧力に調整します。これにより、界面の金属原子が互いに拡散し合い、金属学的に一体化した強固な接合が形成されます。
拡散接合は、複雑な形状の金属や異種金属同士の接合に適しており、高温や真空環境下での使用にも耐えられるため、電子機器や航空宇宙などの先端産業で広く利用されています。また、接合部における内部応力や欠陥が少ないため、信頼性の高い接合が得られる点も大きな特徴です。
拡散接合のメリット
- 寸法変化が少ない
- ガス発生や、はみ出し部の洗浄が問題なく清浄な仕上がり
- 大量生産が可能
- 深い孔やテーパー孔などの複雑な形状や流路構造が可能
- 強度が高く、高温での使用でも剥離しない
フォトエッチング＋拡散接合により新たな価値を創造
UPTでは、フォトエッチングと拡散接合の技術を組み合わせることで新たな価値を創造してきました。技術の組み合わせにより生まれる特徴や製造加工イメージについてご紹介します。
機械加工では不可能な立体構造
板厚0.5mm×10枚
微細メッシュを拡散接合で重ねた高アスペクト比の金属フィルタ
板厚0.05mm×1000枚
複雑・微細デザインに対応
板厚0.1mm×7枚
フォトエッチング＋拡散接合の特徴
- 複雑な形状や流路形成
- 高アスペクト比
- 面と面の接合による高い強度
- 試作から量産までの費用対効果
- 大量生産が可能
- 綺麗な仕上がり
接合可能な素材例
ステンレス＋ステンレス
SUS304、SUS430、SUS316、SUS631
ニッケル／ニッケル合金＋ニッケル／ニッケル合金
Ni201、36Ni、42Ni、パーマロイ
アルミ＋アルミ
A5052、A6061、A6063
鉄＋鉄
SPCC
銅／銅合金＋銅／銅合金
C1020、C1100
コバール＋コバール
KV-2、KV-6
チタン＋チタン
TR270C
ステンレス＋銅
異種金属の接合もご相談ください
製造加工イメージ
フォトエッチングにより加工した薄板金属を積層し、拡散接合により一体化することで、非常に頑丈かつ複雑な立体形状や流路構造の金属部品を製造することが可能です。
製造断面形状例
薄板金属の積層パターンを変えることで、さまざまな断面形状の金属部品を製造することが可能です。お客様のご要望に応じた製造パターンをご提案いたします。
拡散接合＋フォトエッチングの製造事例
UPTでは、拡散接合とフォトエッチングの技術を組み合わせ、さまざまな製品を展開してまいりました。製造事例の一部をご紹介します。
コールドプレートをはじめとした放熱部材の製造
電子機器や半導体デバイスの放熱対策として欠かせない冷却装置である「コールドプレート」。フォトエッチング加工技術と拡散接合技術を組み合わせることで、この装置が持つ冷却性能を最大限引き出すことが可能です。
UPTでは、コールドプレートをはじめ、お客様の課題に応じたサーマルソリューションを提供しています。
流体制御用バイパスメッシュの製造
精密機器に組み込まれるメッシュの製造事例です。
フォトエッチング加工技術と拡散接合技術を組み合わせ、独自の微細孔構造を形成することで、高アスペクト比の3Dメッシュで異物の混入を防ぎます。UPTのフラットメッシュは汚れが付着しにくく、さらに強度も高く、繰り返しお使い頂けます。
積層（接合）ズレや穴径異常による流量異常、穴部に発生するピンホール、傷不良、ガス焼けなど、多くの課題を解決しました。
電子部品用搬送トレイ製造
電子部品の位置決めや搬送のための治具（トレイ）の製造事例です。
フォトエッチングで製造した金属板を何層にも重ね、拡散接合による原子間レベルの接合を行いました。これにより理想的なキャビティ部を形成することができ、極小の電子部品を安定して正しい位置に固定させることだけでなく、部品の振り込みや取り出しなどの生産効率を飛躍的に高めます。
拡散接合は接着層がないので厚みの精確な製品を提供できます。
その他の製造事例
- 熱交換器
- ラッピングキャリア
- インクジェット用ノズル
- フィルター類
- 燃料電池セパレータ
- 蒸着マスク
- 吸着板
- 電子機器部品
- ワイヤボンダ用トレイ
